(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維、熱硬化性バインダ、および通常用いられる添加剤を含む摩擦材を基材とし、支持体および前記支持体に接して設けられる少なくとも１つの摩擦パッドを備える一体型の摩擦体であって、
製造される前記摩擦体の形状にした金型の中で、少なくとも１つの前記摩擦パッドと前記支持体の摩擦材が加熱加圧条件下で硬化される前に、前記摩擦材に含まれる前記強化繊維を前記摩擦体の外側表面からニードリングすることで、前記支持体と前記摩擦パッドとの間の境界層を前記強化繊維が貫くことにより前記摩擦材同士が一体的に結合され、ポジティブ・ロックされていることを特徴とする摩擦体。
【請求項２】
前記摩擦体は、異なる摩擦特性および／または機械特性を有する少なくとも２つの摩擦パッドを含み、
前記２つの摩擦パッドは、前記支持体と前記一方の摩擦パッドの間および／または前記摩擦パッド同士の間の境界層を貫通する強化繊維により、前記支持体および／または前記一方の摩擦パッドに一体的に結合され、かつ、ポジティブ・ロックされていることを特徴とする請求項１に記載の摩擦体。
【請求項３】
前記支持体と前記１つまたは複数の摩擦パッドは、同一または異なる摩擦特性および／または機械特性を備える同一または異なる摩擦材で作られることを特徴とする請求項１に記載の摩擦体。
【請求項４】
前記摩擦パッドおよび前記支持体を構成する同一または異なる前記摩擦材は、製造される前記摩擦体に対応する金型の中で前記摩擦材を加熱加圧条件下で硬化させる前に、これらの部分を構成する異なる前記摩擦材に含まれる強化繊維を前記摩擦パッドの外側表面からニードリングすることにより、互いにおよび／または前記支持体と一体的に結合されており、かつ、ポジティブ・ロックされていることを特徴とする請求項２または３に記載の摩擦体。
【請求項５】
前記少なくとも１つの摩擦パッドが層となった形で前記支持体上に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の摩擦体。
【請求項６】
異なる摩擦特性を有する少なくとも２つの前記摩擦パッドが隣に並んで配置され、それぞれの表面部分に異なる摩擦特性および／または機械特性を備える１つの摩擦面を形成することを特徴する請求項１から４のいずれかに記載の摩擦体。
【請求項７】
異なる摩擦特性を持つ前記少なくとも２つの摩擦パッドのうちの一方が他方の摩擦パッドを取り囲み、それぞれの表面部分に異なる摩擦特性および／または機械特性を備える１つの摩擦面を形成する請求項６に記載の摩擦体。
【請求項８】
異なる摩擦特性を有する前記少なくとも２つの摩擦パッドのうちの１つは、１つまたは複数のあらゆる所望の形状の切片または領域として存在し、
これらの切片または領域は、他の摩擦パッドの摩擦材の中に埋め込まれ、それぞれの切片または領域に異なる摩擦特性および／または機械特性を備える１つの摩擦面が形成されることを特徴とする請求項７に記載の摩擦体。
【請求項９】
前記支持体は、同一または異なる摩擦特性および／または機械特性を有する２つの摩擦パッドの間に層として配置され、
製造される前記摩擦体に対応する金型の中で、同一または異なる摩擦特性を持つ前記外側の２つの摩擦パッドを構成する摩擦材を加熱加圧条件下で硬化させる前に、前記摩擦材に含まれる強化繊維をニードリングすることにより、前記層は、前記２つの摩擦パッドと一体的に結合され、かつ、ポジティブ・ロックされていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の摩擦体。
【請求項１０】
前記摩擦体の重量を基準として、重量比で１０〜６０％、好ましくは２０〜５０％の強化繊維を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の摩擦体。
【請求項１１】
有機および／または無機の強化繊維を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか記載の摩擦体。
【請求項１２】
前記強化繊維として、ガラス繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、アラミド繊維、鋼鉄繊維またはこれらの混合物を含む請求項１１に記載の摩擦体。
【請求項１３】
前記強化繊維は、少なくとも１つの摩擦パッドの厚みの少なくとも半分に相当する平均繊維長を有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか記載の摩擦体。
【請求項１４】
前記強化繊維は、３〜１５ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍの平均繊維長を有していることを特徴とする請求項１３に記載の摩擦体。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか記載の一体型の摩擦体の製造方法であって、
前記支持体および少なくとも１つの摩擦パッドを構成し、強化繊維、熱硬化性バインダ、および通常用いられる添加剤を含む摩擦材が、所望の形と配置でともに結合され、
複合材料からなる前記摩擦材に含まれる前記強化繊維は、前記少なくとも１つの摩擦パッドの摩擦材の強化繊維が、前記支持体の摩擦材および／または他方の摩擦パッドの摩擦材の少なくとも一部を貫通するようにニードリングされ、
ニードリングされた中間生成物が、製造される前記摩擦体に対応する金型の中で加熱加圧条件下、硬化されることを特徴とする製造方法。
【請求項１６】
前記ニードリングは、前記少なくとも１つの摩擦パッドの強化繊維が少なくとも部分的に前記支持体および／または前記他方の摩擦パッドの中に入り込むように行なうことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記ニードリングは、先が尖っていないニードルを使って前記強化繊維を部分的に押し込むことにより行なうことを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記ニードリングは、先の尖っていないニードルを用いて強化繊維を複合材料の外側表面から部分的に押し込むことにより行なうことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記ニードリングは、複合材料でできた前記少なくとも１つの摩擦パッドおよび／または支持体の外側表面から先の尖っていないニードルを用いて前記強化繊維を部分的に押し込むことにより行なうことを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２０】
前記ニードリングは、互い違いにしたニードルを用いて相反する複数の外側表面から行なうことを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記ニードリングは、前記強化繊維が隣接する前記摩擦パッドおよび／または支持体を抜けるように行なうことを特徴とする請求項１５から２０のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２２】
前記ニードリングは、前記強化繊維が隣接する前記摩擦パッドおよび／または支持体の少なくとも中心まで通るように行なうことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記ニードリングは、ニードルの密度を針数３〜５０本／ｃｍ２、好ましくは９〜１６本／ｃｍ２として行なうことを特徴とする請求項１５から２２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２４】
前記ニードリングは、長手方向の軸に対して垂直な方句にある、先の尖っていない先端面を有する棒状のニードルを用いて行なうことを特徴とする請求項１５から２３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２５】
前記ニードリングは、直径が０．１〜３ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍの棒状のニードルを用いて行なうことを特徴とする請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記ニードリングは、円形、矩形または多角形の断面形状の棒状のニードルを用いて行なうことを特徴とする請求項２５に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記ニードリングは、前記強化繊維の長さの半分の深さまでニードルが貫通するように行なうことを特徴とする請求項１５から２６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項２８】
前記硬化は、最終製品に対応する金型を用いて加熱加圧条件下で行なうことを特徴とする請求項１５から２７のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体およびその支持体に設けられた少なくとも一つの摩擦パッドを有する一体型摩擦体およびその製造方法に関し、前記摩擦パッドは、強化繊維、熱硬化性接着剤、および通常用いられる添加剤を含む摩擦材を基材とする。
【背景技術】
【０００２】
熱と圧力の作用で硬化させたバインダ基材中に強化繊維、潤滑剤、研磨剤、無機材および充填材を含む摩擦体は、多様な技術分野において使用され、特に、ブレーキパッド、クラッチパッド、あるいは摩擦パッドとして広く使用されている。これらの摩擦体は、一般に、金属もしくは合成材料から作られた支持体または支持板と、こうした支持部材に設けられた少なくとも一個の摩擦パッドと、を含む。摩擦パッドと支持体との結合は、通常、鋲打ちまた接着によってなされる。金属製の支持体は、内側または外側に歯状になった部分を持つハブまたは板状であってもよく、ブレーキ片支持体の形であってもよい。
【０００３】
摩擦パッドは通常は、相応の摩擦材を加熱条件下で型抜き（スタンピング）または切断することによって成形される。このようにして成形された摩擦パッドは、次いで、接着剤を使用して、あるいは鋲打ちによって、金属または射出成形された合成材料からなる支持体に接合される。この目的に用いられる接着剤は溶媒を含み、オーブン内で高温で硬化されて溶媒を放出する。また二液型接着剤が用いられることもあるが、二液型接着剤は、摩擦体の使用において求められる耐熱性を備えていない。
【０００４】
鋲打ちにより摩擦パッドを支持体に結合させることは、労力と費用を要し、また、摩擦パッドを点で固定するだけであるので、摩擦パッドが「鋲」の間で膨張することがあるという欠点がある。もう一つの大きな欠点は、金属製の支持体の製造費が高いことであり、特に、これらの支持体が、極めて高い精度で取り付けられなければない内側または外側に歯状の部分を持つ場合、製造費が高いことにある。最後に、金属製の支持体と摩擦パッドの熱膨張度の違いから、摩擦パッドのひずみが生じて支持体から脱落してしまうという問題が起こる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、車両ブレーキ用のパッドが開示され、特に、異なった特性を有する複数の部品からなるブレーキ片であって、これらの部品が、特に接着剤で接合されることによって一体的に結合される車両ブレーキ用のパッドを開示している。しかし、これら個々の部品を相互に、また、例えば、鋼鉄で作られた所要の支持体に結合させる場合、この金属製の支持体および所要の接着剤を用いるために費用がかかるばかりでなく、摩擦体の部品を相互に、また、支持体に充分に結合させるという観点からも満足できるものではない。
【０００６】
また特許文献２にあるように、平坦な裏金（バックプレート）と、前記バックプレート上にある摩擦パッドとしてのライニング（裏張り）であって、異なる摩擦特性を持つ少なくとも二つのライニング部分を持つライニングと、からなるディスクブレーキ用のブレーキ体の製造法が知られている。この方法では、異なったライニング部分に対応する粉粒体であって、各ライニング部分に応じて異なる割合の研磨剤を含みうる粉粒体を、個々のライニング部分を区画する仕切り板を備える型枠に流し込み、同時に加圧処理によってバックプレートの面上にすべてのライニング部分を形成させ、バックプレート上のライニング部分を加圧条件下で熱処理する。
【０００７】
特許文献３は、摩擦部品、特に、自動車ブレーキ用、または摩擦クラッチ用の摩擦部品を開示しており、ここで、前記摩擦部品はパッド支持体と、その支持体に取り付けられた摩擦パッドとを有する。前記摩擦パッドは、摩損の程度によって異なる摩擦係数μを有し、これにより作動時の不快な音の発生を防止する。
【特許文献１】独国特許出願公開第２１０９９０７号明細書
【特許文献２】独国特許発明第３９０５６２７号明細書
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８５９１６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
支持体と、この支持体に設けられる少なくとも一つの摩擦パッドとを有するこの最新の摩擦体は、当該摩擦パッドと支持体とが別個に、高いコストで製造され、さらに続けて、例えば接着剤や鋲打ちによって接合しなければならないものである限り、満足できるものではない。すなわち、これらの接着方法では、実用上必要とされる強度がしばしば得られず、従って、支持体上に配置された摩擦パッドの変形、あるいは脱落さえも起こす可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記のようなタイプの一体型摩擦体を提供することであり、本発明では、摩擦パッドと支持体とが単一の操作で製造されて互いに結合され、それによって、摩擦パッドおよび支持体がそれぞれの機能を発揮しながら、しかも、これらの部品が均等な結合を維持できるよう、一方では摩擦パッドに必要な特性を付与し、他方では支持体に必要な特性を支持体に容易に付与できるようにする。本発明のもう一つの目的は、異なる摩擦特性、および/または機械特性を持つ少なくとも二つの部分を持ち、異なる摩擦特性を有するこれらの部分を一方の、または両方の摩擦面上に備える一体型摩擦体を提供することにある。ここで、異なる層厚を持つ複数の層の形で摩擦面を重ね、あるいは摩擦面を何らかの所望の切片又は領域の形にデザインして隣同士に並べて配置してそれぞれ異なる摩擦特性を持たせ、そのようにして、摩擦挙動が目的とする用途の技術的要求に正確に応えるように調整することも可能なはずである。つまり、あらゆる所望の形状の切片または領域の形にしてすることも可能なはずである。なお、全ての場合において、個々の部品または層の間でのせん断強度の明確な上昇があり、かくして摩擦体の強度が向上するようにある摩擦パッドが支持体に結合されるか、あるいは複数の摩擦パッドが互いに、かつ支持体にも結合されていることが確実でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、摩擦パッドが支持体に一体的に結合され、支持体と摩擦パッドとの間の境界層を貫く強化繊維によって正方向に係止（ポジティブ・ロック）されることにより、上記目的が達成される。
【００１１】
すなわち、本発明の主題は、請求項１に記載された一体型摩擦体である。従属項は、本発明の上記主題の好適な実施形態に関するものであり、また、本発明に係る一体型摩擦体の製造方法にも関する。
【００１２】
請求項１に係る発明は、強化繊維、熱硬化性バインダ、および通常用いられる添加剤を含む摩擦材を基材とし、支持体および前記支持体に接して設けられる少なくとも１つの摩擦パッドを備える一体型摩擦体に関し、前記摩擦体は、前記支持体と前記摩擦パッドとの間の境界層を貫く前記強化繊維により、少なくとも１つの摩擦パッドが前記支持体に一体的に結合され、ポジティブ・ロックされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る一体型摩擦体では、支持体およびその支持体上に配置される少なくとも１つの摩擦パッドがどちらも、強化繊維、熱硬化性バインダおよび通常用いられる充填材を主成分として硬化させた摩擦材から成る。この点に関し、支持体および支持体上に配置される少なくとも一つの摩擦パッドに用いられる摩擦材の成分および量の比は、それぞれのタスクの遂行に必要な特性を備えるように選択される。すなわち、一方で摩擦パッドに必要な摩擦係数を備え、他方で、孔、歯、またはその他のあらゆる所望の係止構造であって、相応のプレス成型用金型を用いて高い精度で行なわれるプレス加工において単一操作で形成できる係止構造を有する支持体に必要な強度を備えるように、摩擦材の成分および量の比は選択される。
【００１４】
この摩擦体の好ましい実施形態によれば、製造される摩擦体の形状にした金型の中で前記摩擦材が加熱加圧条件下で硬化される前に、それぞれの摩擦材に含まれる強化繊維を前記摩擦体の外側表面から穿つ（ニードリング）することで、少なくとも１つの摩擦パッドと支持体の摩擦材は一体的に結合され、ポジティブ・ロックされる。
【００１５】
支持体およびこの支持体上に設けられる少なくとも１つの摩擦パッドのそれぞれに用いられる本発明の摩擦材をニードリングすることにより、繊維質による層同士の付加的なポジティブ・ロック効果が得られ、熱硬化性のバインダを含む摩擦材を硬化させるだけで一体的な結合を行なう場合に比して、高いせん断強度を伝達できる。
【００１６】
ここで、本発明に係るニードリングは、従来のニードリング技術、例えばフェルトの縫合に用いられる技術であって、縫合により互いに結合される２つの層に尖った針を突き刺して針に設けられたかかりを使って下層から上層へと糸を引き上げるようなニードリング技術とは異なる。すなわち、本発明では強化繊維の長さは短いので、尖っていないニードルを使い、そのニードルと向かい合う第１層から、そのニードルが穿たれる方向にあって例えば支持体用の摩擦材が含まれる層へ向かって強化繊維が入り込むようにニードリングが行なわれる。
【００１７】
このようにして、支持体およびこの支持体上に設けられる少なくとも一つの摩擦パッドの強化繊維はそれぞれ、これらの摩擦材の層の間の境界を貫通してこれらの摩擦材をポジティブ・ロックするように、外側表面から一方の摩擦材の層を通り、隣接する支持体または別の摩擦パッドの摩擦材へと入り込む。製造される摩擦体に対応する金型の中で、支持体およびこの支持体上に設けられる少なくとも一つの摩擦パッドを構成する摩擦材が加熱加圧条件下で硬化される前にニードリングを行なうことは当然である。
【００１８】
支持体と摩擦パッドとの間の境界層をこのように貫通する強化繊維があることにより、摩擦材を硬化させた後、一体的な結合とは別に、これらの強化繊維によるポジティブ・ロックが得られる。その結果、このようにして得られた摩擦体の特性は、摩擦パッドが金属製の支持体に鋲打ちまたは接着剤を用いて接合されているような従来の摩擦体に比べ、応用技術の観点から見て明らかに優れている。さらに、支持体および１つの摩擦パッド（または複数の摩擦パッド）を構成するそれぞれの摩擦材の成分の種類や量を調整することにより、一体型摩擦体の使用目的に合わせて、明らかに異なる特性の帯域を支持体および摩擦パッドのある領域に設けるように厳密に調整することも容易である。
【００１９】
本発明の他の好適な実施形態によれば、摩擦体は異なる摩擦特性および／または機械特性を有する少なくとも２つの摩擦パッドを含み、これらの２つの摩擦パッドは、支持体と一方の摩擦パッドの間および／または摩擦パッド同士の間の境界層を貫通する強化繊維により、支持体および／または一方の摩擦パッドに一体的に結合され、かつ、ポジティブ・ロックされている。
【００２０】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、支持体と１つの摩擦パッド（または複数の摩擦パッド）は、同一または異なる摩擦特性および／または機械特性を備える、同一または異なる摩擦材で作られる。
【００２１】
この点に関し、摩擦パッドおよび支持体を構成する同一または異なる摩擦材は、製造される摩擦体に対応する金型の中で摩擦材を加熱加圧条件下で硬化させる前に、これらの部分を構成する異なる摩擦材に含まれる強化繊維を摩擦パッドの外側表面からニードリングすることにより、互いにおよび／または支持体と一体的に結合されており、かつ、ポジティブ・ロックされている。
【００２２】
本発明に係る他の好ましい実施形態では、少なくとも１つの摩擦パッドが層となった形で支持体上に設けられる。
【００２３】
本発明に係るさらに他の好適な実施形態に係る摩擦体は、異なる摩擦特性を有する部分であって層状で積層される少なくとも２つの部分を含む。他の実施形態では、本発明の摩擦体における異なる摩擦特性を有する少なくとも２つの部分が隣に並んで配置され、これらの部分が個々の表面部分に異なる摩擦特性を備える１つの摩擦面を形成することになる。好ましくは、異なる摩擦特性を持つ少なくとも２つの部分のうちの一方が他方の部分を取り囲み、個々の表面部分に異なる摩擦特性を備える１つの摩擦面を形成することで前記形態を構成できる。
【００２４】
好ましくは、異なる摩擦特性を有する少なくとも２つの部分のうちの１つは、１つまたは複数のあらゆる所望の形状の切片または領域として存在し、これらの切片または領域は、他の部分を構成する摩擦材の中に埋め込まれ、それぞれの切片または領域に異なる摩擦特性を備える１つの摩擦面が形成される。
【００２５】
本発明の好ましい実施形態では、支持体は、同一または異なる摩擦特性および／または機械特性を有する２つの摩擦パッドの間に層状で配置され、製造される摩擦体に対応する金型の中で摩擦材を加熱加圧条件下で硬化させる前に、同一または異なる摩擦特性を持つ外側の２つの摩擦パッドを構成する摩擦材に含まれる強化繊維をニードリングすることにより、支持体および摩擦パッドは、それぞれの摩擦パッドと一体的に結合され、かつ、ポジティブ・ロックされる。
【００２６】
本発明に係る摩擦体は、摩擦体の重量を基準として、好ましくは重量比で１０〜６０％、特に２０〜５０％の強化繊維を含む。強化繊維は、有機および／または無機繊維であってよく、無機繊維は、例えばガラス繊維、セラミック繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、アラミド繊維、鋼鉄繊維またはこれらの混合物である。
【００２７】
強化繊維は、充分な程度で部分的に支持体および異なる摩擦特性を備える他の部分のそれぞれに入り込むように、また、本発明に不可欠なポジティブ・ロックが確実になされるように、互いに結合される異なる摩擦特性を持つ部分および支持体を構成する材料層それぞれの少なくとも半分の厚みに相当する平均繊維長を有していることが好ましい。このためには、充分な数の強化繊維が、ある（層状の）部分から境界層を通って他の（層状の）部分へと広がって、これらの部分におけるポジティブ・ロックが本発明にとって不可欠となるように機能するようにすればよい。強化繊維は、具体的には３〜１５ｍｍ、特に５〜１０ｍｍの平均繊維長を有することが好ましい。
【００２８】
本発明では、支持体と１つの摩擦パッド（または複数の摩擦パッド）、および異なる摩擦特性を有する複数の部分それぞれの結合は、境界層を貫く強化繊維によるポジティブ・ロックによって、摩擦パッドのせん断強度が約３０％向上することが認められ、これにより、摩擦体の安定性が大幅に向上するばかりでなく、最新技術に従って構成され、孔、歯、あるいはその他の係止構造を備えるべき支持体を摩擦材から一体成形することが可能にもなり、これらの部分の摩擦材の強度特性をこれらの部分に生じる力に厳密に合わせることができるようになる。この場合は、素材が大体において均一な熱膨張特性を備えるため、異なる種類の金属製支持体や合成材料製の支持体を用いて、こうした支持体に鋲打ちや接着剤の塗布のような従来技術で摩擦性部材を固定する場合に生じるような問題を回避することができる。
【００２９】
本発明の他の主題は、本発明に従って一体型摩擦体を製造する方法に関し、この方法は支持体と少なくとも１つの摩擦パッドとを構成する摩擦材であって、強化繊維と、熱硬化性バインダと、通常用いられる添加剤と、を含む摩擦材が、所望の形と配置でともに結合される。結果的に得られる複合材料からなる摩擦材には強化繊維が含まれ、少なくとも１つの摩擦パッドを構成する摩擦材に含まれる強化繊維が、支持体および／または他の摩擦パッドの少なくとも一部を貫通するようにニードリングされ、ニードリングされた中間生成物が、製造される摩擦体に対応する金型の中で加熱加圧条件下、硬化される。
【００３０】
本発明によれば、請求項に係る摩擦体は、好ましくは有機系溶剤を含まない摩擦材からなる構成材から単一操作で成形され、これによりハブまたは外面に、ハブ、歯、またはその他の任意の形状の係止面を持つ摩擦体を提供できる。これに関連して、歯の内側の成形片の係合精度もまた、他の付加的な処理を行なわずとも切断処理により製造された金属製部品の精度の範囲内にあり、好適には、好ましくは湿式過程で有機溶媒を添加せずに生成される、均質で最適重量にした摩擦材によって可能となる状況にある。中間生成物をニードリングすることで生じる孔により、加圧操作時に摩擦性材料に孔を開けることが容易になり、さらに驚くべきことに、できあがる摩擦体の強度が大きく向上する。
【００３１】
支持体および少なくとも1つの摩擦パッドを作るために本発明に係る方法で用いられる摩擦材は、本発明に欠かすことのできない強化繊維と熱硬化性バインダとは別にして、任意でメラミン樹脂を含みうるフェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、油、およびクレゾール樹脂等を重量比で１〜１５％の量で含む。これらの摩擦材はさらに、通常用いられる添加用潤滑剤として、黒鉛、二硫化モリブデン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムまたはこれらの混合物を、重量比で１０〜２５％、好ましくは１５〜２０％含み、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＣ、ＰＭ、ＰＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮおよびこれらの混合物のような酸化物、窒化物、または炭化物を重量比で０．５〜１０％、好ましくは１〜５％含む。摩擦材は、硫酸バリウムまたは硫酸カルシウムのような充填材や、加硫したまたは加硫していない天然または合成ゴムを重量比で１〜１５％、好ましくは５〜１０％含んでもよい。従来から用いられている成分の種類や量によって、異なる部分の摩擦材の特性は、本発明の摩擦体に最終的に求められる特性に厳密に合わせることができる。
【００３２】
支持体および少なくとも１つの摩擦パッドのそれぞれに用いられる様々な摩擦材を製造した後、これらの摩擦材は所望の形状にされる。例えば、少なくとも２つの層状の摩擦パッドを支持体に重ねることにより、または異なる摩擦特性を備える少なくとも２つの摩擦パッドを支持体上に並べることにより、支持体は層状の支持層の形状にされ、摩擦パッドは、この支持体材料層上に配置される摩擦パッド層の形状にされる。次に、一体型摩擦体を形作る材料が一体的に加圧され、本発明の方法に従い、つまり少なくともある摩擦材の強化繊維が境界層を通り他の摩擦材を貫通するようにニードリングされ、ニードリングされた中間生成物が熱と圧力の作用で通常の方法に従って成形され、熱硬化性の材料が硬化されて本発明に係る一体型摩擦体が形成される。この成形時には、摩擦体の異なる部分が異なる摩擦材の中にあるバインダにより結合され、均質な一体型摩擦体を形成し、好ましくは異なる２つの部分に同一の熱硬化性バインダが用いられることにより、本発明に係る一体的な結合が実現され、境界面に繊維が通ることにより、異なる部分は機械的に係合され、本発明に係るポジティブ・ロックができあがる。
【００３３】
従って本発明に係る操作では、１つのまたは複数の摩擦パッドおよび支持体材料層に用いられる摩擦材に含まれる強化繊維のニードリングは、１つのまたは複数の摩擦パッド層の強化繊維が、少なくとも支持体材料層を部分的に貫通するように、そしてまた、支持体材料層の強化繊維も少なくとも１つの摩擦パッドの摩擦材層を少なくとも部分的に貫通するように行なわれる。
【００３４】
ニードリングは、好ましくは少なくとも１つの摩擦パッドの強化繊維が少なくとも部分的に支持体および／または他の摩擦パッドの中に入り込むように行なう。本発明の好適な実施態様によれば、ニードリングは先が尖っていないニードルを使って強化繊維を部分的に押し込むことにより行なわれる。好ましくは、ニードリングは、先の尖っていないニードルを用いて強化繊維を複合材料の外側表面から部分的に押し込むことにより行なわれる。他の実施態様では、ニードリングは複合材料でできた少なくとも１つの摩擦パッドおよび／または支持体の外側表面から先の尖っていないニードルを用いて強化繊維を部分的に押し込むことにより行なわれる。
【００３５】
これらの全ての場合において、先の尖っていないニードルは、強化繊維が穿孔方向後方にある他の（層状の）部分に少なくとも部分的に入り込むように、外側の部分と支持体材料層とのそれぞれを通るように穿孔される。２つの外表面から複合材料を穿孔する場合は、片側およびもう片側からのそれぞれから穿たれるニードルが互いにぶつからないよう、また、均質な複合材料の強度が低下しないよう、互い違いにしたニードルを用いて行なわれる。
【００３６】
本発明の方法では、強化繊維が、ある部分から異なる摩擦特性を持つ隣接する（層状の）部分へと少なくとも部分的に抜けて支持体材料層へ至るようにニードリングが行なわれることが必要である。これに関連して、強化繊維が、異なる摩擦特性を持つ隣接（する層状の）部分および／または支持体材料層の少なくとも中心まで通るようにニードリングが行なわれることが好ましい。
【００３７】
好適な実施態様では、ニードリングは、ニードルの密度を針数３〜５０本／ｃｍ２、特に９〜１６本／ｃｍ２として行うが、これは、ニードルの間の距離およびニードルをジグザグするサイズをそれぞれ調整して平らな針床にニードルを配置することにより、調整できる。
【００３８】
ニードリングは好ましくは、長手方向の軸に対して垂直な方句にある、先の尖っていない先端面を有する棒状のニードルであって任意の断面形状を持つニードルを使って行なう。これらのニードルは、縫合方向に対する前端部に尖った先端を有しておらず、ある層から別の層へと糸を引いて縫い合わせる際に通常必要なかかりも有さないという点で、布製材料を縫う際に従来から用いられる針と異なる。本発明に関し、ニードリングは、先の尖っていないニードルを用い、ニードルに面する部分から、その真下にある（層状の）部分であって異なる摩擦特性を持つ部分とそこにある支持体材料層とのそれぞれに強化繊維を押し込んで行なわれる。棒状のニードルは、円形、矩形または多角形の断面形状であってよく、好ましくは直径が０．１〜３ｍｍ、特に０．５〜１．５ｍｍであることがよい。
【００３９】
ニードリングは、強化繊維の長さの半分の深さまでニードルが貫通するように行なわれることが好ましく、これにより、強化繊維が一部だけある（層状の）部分から飛び出して他の（層状の）部分へと入り込み、また、強化繊維が２つの部分の間にある境界層を越えて拡がり、強化繊維の両端が両方の部分に存在して所望のポジティブ・ロックがされることを促進できる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に係る摩擦体とその製造方法は、上述した最新技術に対する幾つもの利点を有し、具体的には本発明によれば単純な方法でしかもワンステップで、金属製の支持体を必要とすることなく、支持体が一体的に形成され、繊維で補強された一体型のコンパクトなパッドを製造することができ、また、異なる摩擦材を用いることで異なる表面部分を有し、異なる摩擦特性、強度値、または吸収特性を備える複数の部分を異なる表面部分に存在せしめる。この方法によれば、所望の摩擦値となるように正確に調整し、小さなサイズのものであっても適切な吸収挙動を持つ高い伝達力を得ることができる。
【００４１】
本発明の方法は、溶剤を使用せずに実施されるため、環境状極めて好ましく、追加的な添加剤を用いることなく、材料と調和したボンドおよび摩擦材をあらゆる所望の組合せで組み合わせることが可能である。本発明によれば、熱と圧力により成形する前に複数の層をニードリングすることで、加工前の別々に構築された個々の未加工パッドから完全な摩擦体を製造し、少なくとも１つの摩擦パッドを支持体にしっかりと固定し、また状況によっては、異なる摩擦特性を備える部分をしっかりと固定し、材料を破壊することなくかなり高いせん断強度を得ることができる。