(57)【要約】【課題】  相手材への攻撃が少なく、耐摩耗性が良好なブレーキパッドを提供する。【解決手段】  繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなるブレーキパッド１０において、ブレーキパッド１０の重量を１００重量％としたとき、繊維基材としてスチール繊維またはステンレス繊維が１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲にて含まれており、摩擦調整剤として銅や亜鉛等のスチール以外の金属が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれるとともに、酸化鉄が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれている。それにより相手材であるローター２０への攻撃性を抑制するとともに、ブレーキパッド１０の耐摩耗性を良好なものにしている。【選択図】        図１
2005036939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなるブレーキパッドにおいて、
前記ブレーキパッドの重量を１００重量％としたとき、前記繊維基材としてスチール繊維またはステンレス繊維が１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲にて含まれており、
前記摩擦調整剤としてスチール以外の金属が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれるとともに、酸化鉄が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれていることを特徴とするブレーキパッド。
【請求項２】
前記スチール以外の金属は、スチールよりも軟らかいものであることを特徴とする請求項１に記載のブレーキパッド。
【請求項３】
前記スチール以外の金属は、銅、亜鉛、アルミニウム、青銅および黄銅から選択された１種以上のものであることを特徴とする請求項２に記載のブレーキパッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に適用されるブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ブレーキパッドは、有機繊維、無機繊維および金属繊維等から選択される繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤等からなる粉末原料と、フェノール樹脂等のバインダーレジン等からなる結合材とを混合し、この混合された原料組成物を熱成形することによって製造される。
【０００３】
このようなブレーキパッドは、例えば自動車のディスクブレーキ等に用いられ、ローター等の相手材とブレーキパッドとの摩擦作用によりブレーキ作用が発揮されるようになっている。
【０００４】
ブレーキパッドの要求特性としては、摩擦係数が高く、耐摩耗性が優れていることに加えて、相手材の摩耗や損傷が小さいこと、すなわち相手攻撃性が小さいことが要望されている。
【０００５】
ブレーキパッドの摩擦係数を高くするとともに、耐摩耗性を上げるためには、ブレーキパッドを構成する繊維基材として、スチール繊維やステンレス繊維といった鉄系繊維を添加することが、一般的に行われている。
【０００６】
しかしながら、スチール繊維やステンレス繊維は、相手材への攻撃性が大きく、相手材を損傷させる傾向がある。これは、スチール繊維やステンレス繊維が硬い材質であることに加えて、一般にローター等の相手材も、ブレーキパッドと同じく鉄系金属で構成されていることも原因の一つである。
【０００７】
鉄系金属であるブレーキパッドと同じ鉄系金属であるローターとが摩擦を起こすと、この摩擦によって、ブレーキパッドおよびローターを構成する鉄同士が焼き付きを起こし、ブレーキパッドの面とローターの面とが荒れやすくなる。
【０００８】
これは、ブレーキパッドとローターを構成する鉄同士が、摩擦の熱によって溶け合った状態となり、それによって軟らかくなったブレーキパッドおよびローターの部分が大きなかたまりとなって引きちぎられるためであると考えられる。つまり、単純な機械的摩耗ではなくなると考えられる。
【０００９】
このようにスチール繊維やステンレス繊維といった鉄系繊維を添加したブレーキパッドにおいては、ブレーキパッドの面とローターの面とが荒れる傾向にあるため、ブレーキの制動時等において振動が発生しやすくなる等の問題が発生する。
【００１０】
このような事情を鑑みて、従来より、スチールを用いない非スチール系のブレーキパッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このものは、繊維基材として銅等の非スチール系金属繊維やアラミド繊維等を用いたものである。特に、この特許文献１に記載のブレーキパッドでは、さらに、特定の組成を持つ黒鉛を含有させることによって、ブレーキパッドの耐摩耗性を向上させようとしたものである。
【００１１】
また、従来より、スチール繊維の量を一般的な量よりも減量したブレーキパッドも提案されている。そのようなものとして、例えば、平均繊維径が８０μｍ以下と繊維径の細いスチール繊維を、１重量％以上１５重量％以下の範囲という少ない範囲にて含有させたブレーキパッドが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平７−３７６０４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているような非スチール系のブレーキパッドでは、スチール繊維を用いないがゆえに相手攻撃性が低くなる、すなわち相手攻撃性は優れるものの、次のような不具合が生じる。
【００１３】
すなわち、非スチール系のブレーキパッドは、相手攻撃性が低いために、逆にブレーキパッド自身の方が摩耗しやすくなり、その結果、ブレーキパッドの摩耗粉が相手材へ移着する。そして、この摩耗粉の相手材への移着によって摩擦係数が低下したり、異音が発生したりするといった不具合が生じる。
【００１４】
また、上記特許文献２に記載されているようなスチール繊維の量を低減したブレーキパッドでは、スチール繊維の減量によって相手攻撃性は低減されるものの、ブレーキパッドの耐摩耗性が不十分となる。
【００１５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、相手材への攻撃が少なく、耐摩耗性が良好な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】
【００１６】
本発明者は、上記目的を達成するため、スチール繊維またはステンレス繊維といった鉄系繊維の量を減らさずに、これら鉄系繊維の量を従来の一般的なスチール系ブレーキパッドと同程度に維持したままで、相手攻撃性を抑制することを考え、鋭意、実験検討を行った。
【００１７】
その結果、スチール系ブレーキパッドにおける相手攻撃性を抑制するためには、スチール以外の金属の粉末または繊維と、酸化鉄とを添加することが効果的であることを、実験的に見出した。
【００１８】
スチール系ブレーキパッドにおいて、スチール以外の金属と酸化鉄とを添加すると、ブレーキパッドの相手攻撃性を抑制（低減）することのできるメカニズムとしては、明確ではないが、次のようなものが考えられる。
【００１９】
上述したように、従来では、スチール繊維を含むスチール系ブレーキパッドは、同じく鉄系金属からなるローター等の相手材とともに摩擦を行うが、このとき、ブレーキパッドを構成する鉄と相手材を構成する鉄同士が、摩擦の熱によって溶け合い、それによって軟らかくなったブレーキパッドおよびローターの部分が大きなかたまりとなって引きちぎられると考えられる。
【００２０】
ここにおいて、スチール系ブレーキパッドにおいてスチール以外の金属と酸化鉄とを添加した場合、これら添加物が介在することによって、ブレーキパッドと相手材との摩擦は、単純に鉄系金属同士の摩擦ではなくなる。
【００２１】
そのため、ブレーキパッドと相手材とが摩擦の熱によって溶け合うという反応が抑制され、その結果、ブレーキパッドと相手材との摩擦が普通の機械的摩耗にとどめられることになる。そして、ブレーキの制動時におけるブレーキパッドの摩耗粉の粒径が、従来よりも細かくなると考えられる。
【００２２】
すると、この細かい摩耗粉が相手材に保護膜（被膜）として付着することによって、ブレーキパッドの相手材への攻撃が小さくなると考えられる。このとき、スチール以外の金属については、摩擦時の熱によって当該金属が酸化され、金属酸化物になっていると考えられる。
【００２３】
そこで、相手材へ付着する上記被膜の成分は、酸化鉄または上記のスチール以外の金属の酸化物であると考えられ、そのため、当該被膜の強度が大きく、当該被膜は相手材から剥離しにくいと考えられる。そして、このような強い被膜によって相手材が保護されることにより、摩擦係数の低下や異音の発生が抑制されると考えられる。
【００２４】
ここまでが、スチール系ブレーキパッドにおいて、スチール以外の金属と酸化鉄とを添加すると、ブレーキパッドの相手攻撃性を抑制（低減）できることに対する推定メカニズムである。
【００２５】
そして、ブレーキパッドの特性バランスを鑑みて、スチール繊維またはステンレス繊維、スチール以外の金属、酸化鉄の各成分における適切な組成を決めるべく、さらに、実験検討を進めた。本発明は、このような検討から得られた結果および知見に基づいて創出されたものである。
【００２６】
すなわち、請求項１に記載の発明では、繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなるブレーキパッド（１０）において、前記ブレーキパッド（１０）の重量を１００重量％としたとき、前記繊維基材としてスチール繊維またはステンレス繊維が１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲にて含まれており、前記摩擦調整剤としてスチール以外の金属が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれるとともに、酸化鉄が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれていることを特徴としている。
【００２７】
それによれば、相手材（２０）への攻撃が少なく、耐摩耗性が良好なブレーキパッド（１０）を提供することができる。
【００２８】
ここで、スチール繊維またはステンレス繊維の量が１５重量％以下であると、スチール繊維またはステンレス繊維が少なすぎて、ブレーキパッドの骨格が十分形成されないため、ブレーキパッド自身の強度が低下し、耐摩耗性が不十分となる。
【００２９】
また、スチール繊維またはステンレス繊維の量が５０重量％を超えると、スチール繊維またはステンレス繊維が多すぎて、スチール以外の金属や酸化鉄を添加したとしても、相手攻撃性を抑制することは困難になる。
【００３０】
また、スチール以外の金属および酸化鉄の量が１重量％よりも少ないと、スチール以外の金属および酸化鉄による相手攻撃性の抑制効果が不十分になる。
【００３１】
また、スチール以外の金属および酸化鉄の量が１０重量％を超えると、上記推定メカニズムに示したようなスチール以外の金属または酸化鉄からなる被膜の相手材への移着現象が過度に顕著になると考えられ、実際に、摩擦係数の低下や異音の発生が生じる。
【００３２】
以上が、本発明のブレーキパッド（１０）において、繊維基材としてスチール繊維またはステンレス繊維を１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲にて含み、摩擦調整剤としてのスチール以外の金属および酸化鉄を、それぞれ１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含むこととした根拠である。
【００３３】
また、請求項２に記載の発明では、前記スチール以外の金属は、スチールよりも軟らかいものであることを特徴としている。
【００３４】
スチール系ブレーキパッド（１０）において、相手攻撃性を抑制する、すなわち相手攻撃性を低減するためには、スチール以外の金属としては、スチールよりも軟らかいものを採用することが好ましい。
【００３５】
請求項３に記載の発明のように、上記したスチールよりも軟らかい金属としては、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、青銅および黄銅から選択された１種以上のものを採用することができる。
【００３６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
【００３８】
図１は、本発明の実施形態に係るブレーキパッド１０の概略構成を示す図であり、当該ブレーキパッド１０と回転するローター２０との位置関係を模式的に示している。また、図１において、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。
【００３９】
図１（ａ）中の矢印Ｙ１に示すように、相手材としてのローター２０が回転している際に、ブレーキパッド１０は、ローター２０に対して図１（ｂ）中の矢印Ｙ２方向すなわち圧縮方向へ押しつけられる。この状態でローター２０が摺動し、それによってブレーキ作用が発現される。なお、ローター２０は鉄系金属からなる。
【００４０】
本実施形態のブレーキパッド１０は、無機繊維、有機繊維、金属繊維等から選択される繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤等からなる粉末原料と、フェノール樹脂等のバインダーレジン等からなる結合材とを乾式で混合し、この混合によりできあがった原料組成物を熱成形してなるものである。
【００４１】
ここで、本実施形態のブレーキパッド１０において、繊維基材としては、少なくともスチール繊維か、またはステンレス繊維を用いる。そして、ブレーキパッドの重量を１００重量％としたとき、スチール繊維またはステンレス繊維は１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲にて含まれたものとする。
【００４２】
なお、スチール繊維とはスチールすなわち鉄のみからなる繊維であり、ステンレス繊維とは、一般にいうステンレス鋼すなわちＣｒが少量（一般には１２％以上）添加されたＦｅ−Ｃｒ合金からなる繊維である。
【００４３】
また、これらスチール繊維、ステンレス繊維のサイズとしては、特に限定するものではないが、例えば、平均繊維径が１００μｍ、平均繊維長さが３ｍｍのものを用いることができる。
【００４４】
また、本実施形態のブレーキパッド１０において、スチール繊維またはステンレス繊維を含むこととは、スチール繊維およびステンレス繊維のうちどちらか一方のみを含むものであってもよいし、スチール繊維およびステンレス繊維の両方を含むものであってもよいことを意味する。
【００４５】
前者のスチール繊維およびステンレス繊維のうちどちらか一方のみを含む場合、例えばスチール繊維のみ含む場合は、スチール繊維の重量を１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲とする。また、後者のスチール繊維およびステンレス繊維の両方を含む場合は、スチール繊維およびステンレス繊維の合計重量を１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲とする。
【００４６】
また、本実施形態では、必要に応じて、上記したスチール繊維またはステンレス繊維とともに、これらスチール繊維またはステンレス繊維以外にも、一般的なブレーキパッドに採用される繊維基材を用いてよい。通常は、スチール繊維またはステンレス繊維以外にも、有機繊維や無機繊維を含むものである。
【００４７】
例えば、繊維基材において、有機繊維としては、アラミド繊維やカーボン繊維等を採用することができ、無機繊維としては、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、ケイ酸カルシウム繊維等を採用することができる。
【００４８】
また、摩擦調整剤としては、金属粉、潤滑剤、無機酸化物粉末が配合される。本実施形態では、摩擦調整剤として、少なくともスチール以外の金属および酸化鉄を用いた構成となっている。
【００４９】
そして、これらスチール以外の金属および酸化鉄の配合比については、ブレーキパッドの重量を１００重量％としたとき、当該スチール以外の金属が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれるとともに、酸化鉄が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれたものとする。
【００５０】
ここで、スチール以外の金属は、粉末でも繊維でもよく、例えば、スチールよりも軟らかいものを採用することができる。スチールよりも軟らかい金属とは、当該金属のモース硬度（Ｍｏｒｓｅ  Ｓｃａｌｅ、モース尺度）がスチールのモース硬度よりも小さいことを意味する。つまり、スチール（Ｆｅ）のモース硬度は４．５であり、モース硬度が４．５より小さい金属が採用される。
【００５１】
具体的には、スチールよりも軟らかい金属としては、モース硬度が３．０である銅（Ｃｕ）、モース硬度が２．５である亜鉛（Ｚｎ）、モース硬度が２．９であるアルミニウム（Ａｌ）、モース硬度が３．５である青銅およびモース硬度が３．５である黄銅等が挙げられる。なお、青銅とは銅とスズの合金（Ｃｕ−Ｓｎ合金）、黄銅とは銅と亜鉛の合金（Ｃｕ−Ｚｎ合金）である。
【００５２】
また、これらスチールよりも軟らかい金属を粉末として用いる場合、各粉末のサイズ（平均粒径）としては、限定するものではないが、例えばアルミニウム粉末が粒径１ｍｍ程度、銅粉末が粒径２００μｍ程度、亜鉛粉末が粒径５００μｍ程度、青銅粉末が粒径５００μｍ程度、黄銅粉末が粒径２００μｍ程度にすることができる。
【００５３】
そして、これらスチールよりも軟らかい金属としては、上記した銅、亜鉛、アルミニウム、青銅および黄銅等から選択された一種でもよいし、これらから選択された複数種のものとしてもよい。
【００５４】
スチールよりも軟らかい金属が一種である場合、この一種の金属が１重量％以上１０重量％以下の範囲になるようにする。また、スチールよりも軟らかい金属が複数種である場合、これら複数種の金属の合計重量が１重量％以上１０重量％以下の範囲になるようにする。
【００５５】
また、酸化鉄としては、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を用いることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態では、必要に応じて、上記したスチール以外の金属および酸化鉄とともに、これらスチール以外の金属および酸化鉄以外にも、一般的なブレーキパッドに採用される摩擦調整剤を用いてよい。
【００５７】
例えば、潤滑剤として、黒鉛（グラファイト）、三硫化アンチモン、二硫化モリブデン、二硫化亜鉛等を採用することができ、無機酸化物粉末として、シリカ、アルミナ、炭化珪素、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム等を採用することができる。
【００５８】
また、充填剤としては、通常、無機物系のものと有機物系のものが併用して用いられる。無機物系の充填剤としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、マイカ、カオリン、タルク等を採用することができ、有機物系の充填剤としては、カシューダスト、ラバーダスト等を採用することができる。
【００５９】
また、結合材としては、一般的なバインダーレジンを採用することができる。具体的には、通常用いられる粉末状のフェノール樹脂をはじめ、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等またはそれらの変性樹脂を採用することができる。
【００６０】
本実施形態のブレーキパッド１０は、上記した原料を含む原料組成物を用い、図２に示すような製造工程を経て製造される。図２は、本実施形態に係るブレーキパッド１０の製造方法を示す工程図である。
【００６１】
（計量工程）
まず、繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤等からなる粉末原料と、結合材とを、所定の組成割合で計量する。
【００６２】
（混合工程）
計量された各原料成分を混合機に投入して乾式にて混合する。例えば、混合機としてはアイリッヒミキサー等の一般的なものを用いることができる。ここまでの工程により、繊維基材と、摩擦調整剤および充填剤からなる粉末原料と、結合材とからなる原料組成物が作製される。
【００６３】
（秤量工程）
次に、この原料組成物を混合機から取り出し、秤量して所定量取り分ける。
【００６４】
続いて、取り分けられた所定量の原料組成物を金型に投入し、以下、熱成形を行う。ここで、上記の取り分けられた原料組成物をブロック体とするために、本成型を行う前に、別の型を用いて予備成型すなわち素押成型を行うこともある。
【００６５】
（本成型工程）
例えば１６０℃に加熱された金型中に、上記の取り分けられた原料組成物または素押成型に共された原料組成物を投入して加圧し、成形体を作製する。
【００６６】
（熱処理工程）
その後、本成型工程によって作製された成形体を例えば２００℃以上で熱処理して硬化させる。こうしてブレーキパッド１０ができあがる。
【００６７】
ところで、本実施形態では、繊維基材、摩擦調整剤および結合材からなるブレーキパッド１０において、ブレーキパッド１０の重量を１００重量％としたとき、繊維基材としてスチール繊維またはステンレス繊維が１５重量％よりも多く５０重量％以下の範囲にて含まれており、摩擦調整剤としてスチール以外の金属が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれるとともに、酸化鉄が１重量％以上１０重量％以下の範囲にて含まれていることを主たる特徴としている。
【００６８】
このような特徴点は、スチール繊維またはステンレス繊維といった鉄系繊維の量を減らさずに、従来の一般的なスチール系ブレーキパッドと同程度に維持したままで、スチール以外の金属の粉末または繊維と、酸化鉄とを添加することにより、相手攻撃性を抑制するようにしたものである。
【００６９】
本実施形態において、スチール系ブレーキパッドに、スチール以外の金属の粉末または繊維と酸化鉄とを添加すれば相手攻撃性を抑制できることは、実験的に確認しているが、そのメカニズムとしては、次に示すような推定メカニズムが考えられる。
【００７０】
上述したように、従来では、スチール繊維を含むスチール系ブレーキパッドは、同じく鉄系金属からなるローター等の相手材と摩擦を行うが、このとき、ブレーキパッドを構成する鉄と相手材を構成する鉄同士が、摩擦の熱によって溶け合い、それによって軟らかくなったブレーキパッドおよびローターの部分が大きなかたまりとなって引きちぎられると考えられる。
【００７１】
ここにおいて、本実施形態のように、スチール系ブレーキパッド１０においてスチール以外の金属と酸化鉄とを添加した場合、これら添加物が介在することによって、ブレーキパッド１０と相手材であるローター２０との摩擦は、単純に鉄系金属同士の摩擦ではなくなる。
【００７２】
そのため、ブレーキパッド１０とローター（相手材）２０とが摩擦の熱によって溶け合うという反応が抑制され、その結果、ブレーキパッド１０とローター２０との摩擦が普通の機械的摩耗にとどめられることになる。そして、ブレーキの制動時におけるブレーキパッド１０の摩耗粉の粒径が、従来よりも細かくなると考えられる。
【００７３】
すると、この細かい摩耗粉がローター２０の表面に保護膜（被膜）として付着することによって、ブレーキパッド１０のローター２０への攻撃が小さくなると考えられる。このとき、スチール以外の金属については、摩擦時の熱によって当該金属が酸化され、金属酸化物になっていると考えられる。
【００７４】
そこで、ローター２０へ付着する上記被膜の成分は、酸化鉄または上記のスチール以外の金属の酸化物であると考えられ、そのため、当該被膜の強度が強く、当該被膜はローター２０から剥離しにくいと考えられる。そして、このような強度の大きい被膜によってローター２０が保護されることにより、摩擦係数の低下や異音の発生が抑制されると考えられる。
【００７５】
また、上記特徴点において、スチール繊維またはステンレス繊維、スチール以外の金属、酸化鉄のそれぞれの成分について規定された重量割合は、ブレーキパッド１０の特性バランスを考慮して実験的に決められたものである。
【００７６】
スチール繊維またはステンレス繊維の量が１５重量％以下であると、スチール繊維またはステンレス繊維が少なすぎて、ブレーキパッドの骨格が十分形成されないため、ブレーキパッド自身の強度が低下し、耐摩耗性が不十分となる。
【００７７】
また、スチール繊維またはステンレス繊維の量が５０重量％を超えると、スチール繊維またはステンレス繊維が多すぎて、スチール以外の金属や酸化鉄を添加したとしても、相手攻撃性を抑制することは困難になる。
【００７８】
また、スチール以外の金属および酸化鉄の量が１重量％よりも少ないと、スチール以外の金属および酸化鉄による相手攻撃性の抑制効果が不十分になる。
【００７９】
また、スチール以外の金属および酸化鉄の量が１０重量％を超えると、上記推定メカニズムに示したようなスチール以外の金属または酸化鉄からなる被膜のローター２０への移着が多くなりすぎると考えられ、実際に、摩擦係数の低下や異音の発生が生じる。
【００８０】
ここで、スチール以外の金属の量および酸化鉄の量について、ブレーキパッド１０の特性をよりバランスのよいものにするためには、好ましくは２重量％以上５重量％の範囲であることが望ましい。
【００８１】
このように、本実施形態によれば、スチール系ブレーキパッドにおけるスチール繊維の特長を活かしつつ、スチール以外の金属および酸化鉄を摩擦調整剤として所定割合含有させるという独自の構成を採用することにより、相手材への攻撃が少なく、耐摩耗性が良好なブレーキパッドを提供することができる。
【実施例１】
【００８２】
以下、本実施形態について実施例を示し、より具体的に述べる。
【００８３】
以下に実施例１〜４および比較例１、２を示すが、これら各例のブレーキパッドに用いた原料成分および分量を表１に示す。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８４】
【表１】
2005036939.tif 000003
この表１では、繊維基材としては、アラミド繊維、スチール繊維、ステンレス繊維を用い、摩擦調整剤としては銅粉末、亜鉛粉末、青銅粉末といったスチール以外の金属の粉末と酸化鉄と黒鉛とを用いている。
【００８５】
ここで、スチール繊維およびステンレス繊維としては、ともに、平均繊維径が１００μｍ、平均繊維長さが３ｍｍのものを用いた。また、スチール以外の金属の粉末としては、銅粉末が平均粒径２００μｍのもの、亜鉛粉末が平均粒径５００μｍのもの、青銅粉末が平均粒径２００μｍのものを用いた。また、酸化鉄としては四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を用いた。
【００８６】
また、上記表１では、充填剤としてカシューダスト、水酸化カルシウム、マイカ、硫酸バリウムを用い、結合材であるバインダーとしては、粉末フェノール樹脂を用いた。ここで、表１では、原料組成すなわち各原料成分の分量は重量％（ｗｔ％）である。
【００８７】
（実施例１）
アラミド繊維５重量％、スチール繊維１６重量％、銅粉末１重量％、酸化鉄１重量％、黒鉛５重量％、カシューダスト５重量％、水酸化カルシウム２重量％、マイカ５重量％、硫酸バリウム４５重量％の混合物を、アイリッヒミキサーを用いて５分間乾式で均一に混合し、原料組成物を得た。
【００８８】
この原料組成物を、１６０℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、１０分間、２００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を２３０℃、３時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。
【００８９】
なお、本実施例１および以下の各実施例２、３、４および比較例１、２において、できあがったブレーキパッドにおける各成分の組成は、上記表１に示す組成と実質的に同様である。
【００９０】
（実施例２）
アラミド繊維５重量％、スチール繊維５０重量％、銅粉末５重量％、亜鉛粉末５重量％、酸化鉄５重量％、黒鉛５重量％、カシューダスト５重量％、水酸化カルシウム２重量％、マイカ５重量％、硫酸バリウム３重量％の混合物を、アイリッヒミキサーを用いて５分間乾式で均一に混合し、原料組成物を得た。
【００９１】
この原料組成物を、１６０℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、１０分間、２００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を２３０℃、３時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。なお、本例では、スチール以外の金属の量は、銅粉末５重量％と亜鉛粉末５重量％との合計としての１０重量％である。
【００９２】
（実施例３）
アラミド繊維５重量％、ステンレス繊維１６重量％、青銅粉末１０重量％、酸化鉄１０重量％、黒鉛５重量％、カシューダスト５重量％、水酸化カルシウム２重量％、マイカ５重量％、硫酸バリウム３２重量％の混合物を、アイリッヒミキサーを用いて５分間乾式で均一に混合し、原料組成物を得た。
【００９３】
この原料組成物を、１６０℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、１０分間、２００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を２３０℃、３時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。
【００９４】
（実施例４）
アラミド繊維５重量％、ステンレス繊維３０重量％、銅粉末３重量％、亜鉛粉末３重量％、酸化鉄５重量％、黒鉛５重量％、カシューダスト５重量％、水酸化カルシウム２重量％、マイカ５重量％、硫酸バリウム２７重量％の混合物を、アイリッヒミキサーを用いて５分間乾式で均一に混合し、原料組成物を得た。
【００９５】
この原料組成物を、１６０℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、１０分間、２００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を２３０℃、３時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。なお、本例では、スチール以外の金属の量は、銅粉末３重量％と亜鉛粉末３重量％との合計としての６重量％である。
【００９６】
（比較例１）
アラミド繊維５重量％、スチール繊維３０重量％、亜鉛粉末０．５重量％、酸化鉄０．５重量％、黒鉛５重量％、カシューダスト５重量％、水酸化カルシウム２重量％、マイカ５重量％、硫酸バリウム４７重量％の混合物を、アイリッヒミキサーを用いて５分間乾式で均一に混合し、原料組成物を得た。
【００９７】
この原料組成物を、１６０℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、１０分間、２００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を２３０℃、３時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。
【００９８】
なお、本比較例１は、スチール以外の金属の量が亜鉛粉末０．５重量％、酸化鉄の量が０．５重量％というように、いずれも、上記実施形態に規定された重量範囲よりも少ない量となっている。
【００９９】
（比較例２）
アラミド繊維５重量％、スチール繊維３０重量％、銅粉末１０重量％、亜鉛粉末５重量％、酸化鉄１５重量％、黒鉛５重量％、カシューダスト５重量％、水酸化カルシウム２重量％、マイカ５重量％、硫酸バリウム８重量％の混合物を、アイリッヒミキサーを用いて５分間乾式で均一に混合し、原料組成物を得た。
【０１００】
この原料組成物を、１６０℃に加熱された金型中に所定の形状となるように投入し、１０分間、２００ｋｇ／ｃｍ2の条件で加圧して成形体を作製した。その後、この成形体を２３０℃、３時間の条件で硬化させ、本例のブレーキパッドを作製した。
【０１０１】
なお、本例では、スチール以外の金属の量は、銅粉末１０重量％と亜鉛粉末５重量％との合計としての１５重量％であり、酸化鉄の量は１５重量％であり、いずれも上記実施形態に規定された重量範囲よりも多い量となっている。
【０１０２】
（ブレーキパッドの評価）
上記実施例１〜４および比較例１、２のブレーキパッドについて、ブレーキパッドの摩擦係数、ローター攻撃量、ブレーキパッドの耐摩耗性、異音の発生状態を調べ評価を行った。これら実施例１〜４および比較例１、２のブレーキパッドについて特性を評価した結果は、次の表２に示される。
【０１０３】
【表２】
2005036939.tif 000004
摩擦係数は、日本自動車規格（ＪＡＳＯ）による一般性能試験の平均摩擦係数を表しており、ブレーキパッドの効きの指標となるものである。
【０１０４】
ローター攻撃量は、０．１ＭＰａの圧力をかけて、２４時間、引きずり試験を行ったときのローター２０の摩耗量を示し、その単位はμｍである。このローター攻撃量の値が小さいほど、相手攻撃性が少なく、抑制されていることになる。
【０１０５】
耐摩耗性は、２００℃、５０ｋｍ／ｈで１．５ＭＰａの制動を２０００回繰り返したときのブレーキパッドの摩耗量を示すもので、その単位はｍｍである。この耐摩耗性の値が小さいほど、ブレーキパッドの耐摩耗性が優れていることになる。
【０１０６】
異音については、実車での評価によるもので、上記表２中の「良好」は異音が発生しないか、もしくは発生しても官能的に問題にならない状態をいい、「悪化」は異音が問題になる状態をいう。
【０１０７】
（実施例１の評価結果）
摩擦係数は０．４０、ローター攻撃性は３μｍ、耐摩耗性は０．２００ｍｍであり、異音発生状態は良好であった。
【０１０８】
（実施例２の評価結果）
摩擦係数は０．４０、ローター攻撃性は５μｍ、耐摩耗性は０．１５０ｍｍであり、異音発生状態は良好であった。
【０１０９】
（実施例３の評価結果）
摩擦係数は０．４０、ローター攻撃性は２μｍ、耐摩耗性は０．１９０ｍｍであり、異音発生状態は良好であった。
【０１１０】
（実施例４の評価結果）
摩擦係数は０．４０、ローター攻撃性は３μｍ、耐摩耗性は０．１６０ｍｍであり、異音発生状態は良好であった。
【０１１１】
（比較例１の評価結果）
摩擦係数は０．４０、ローター攻撃性は１５μｍ、耐摩耗性は０．３００ｍｍであり、異音発生状態は良好であった。
【０１１２】
（比較例２の評価結果）
摩擦係数は０．４０、ローター攻撃性は３μｍ、耐摩耗性は０．１５０ｍｍであり、異音発生状態は悪化状態であった。
【０１１３】
上記表２に示される結果からわかるように、ここでは、各実施例１〜４および比較例１、２のブレーキパッドともに、同程度の摩擦係数を示している。つまり、ブレーキパッドの基本特性である摩擦係数を各例間にて同程度となるようにしたうえで、各例の他特性の比較を行うようにしている。
【０１１４】
そして、実施例１〜４では、所望のローター攻撃性、耐摩耗性が得られている。それに比べて、比較例１では、スチール以外の金属および酸化鉄の添加量が少ないために、ローター攻撃性が悪化し、比較例２では、スチール以外の金属、酸化鉄の添加量が多すぎるために異音が悪化した。
【０１１５】
各比較例１、２について、さらに言うならば、比較例１では、ブレーキパッドの耐摩耗性も悪化している。これは、スチール以外の金属および酸化鉄の添加量が少ないことから、制動時において実質的にブレーキパッドを構成する鉄とローターを構成する鉄同士の摩擦が生じ、両者の鉄が溶け合って、大きなかたまりとなって引きちぎられる結果であると考えられる。
【０１１６】
また、比較例２では、スチール以外の金属、酸化鉄の添加量が多すぎるため、スチール以外の金属または酸化鉄からなる被膜のローター２０への移着が多くなりすぎる結果、異音が悪化すると考えられる。
【０１１７】
また、各実施例１〜４の間で比較すると、おおよそ次のようなことが言える。まず、繊維基材としてスチール繊維を用いた場合とステンレス繊維を用いた場合とでは、さほど差はない。
【０１１８】
また、実施例１と実施例３とを比較すると、スチール繊維およびステンレス繊維の量は同程度であるが、スチール以外の金属および酸化鉄の量が実施例１ではそれぞれ１重量％、実施例３ではそれぞれ１０重量％と、実施例３の方が多い。しかしながら、実施例１と実施例３とでは、ローター攻撃性およびブレーキパッドの耐摩耗性に大差はなく、良好な特性を示している。
【０１１９】
また、実施例１に比べて、実施例２、４では、スチール繊維またはステンレス繊維の量が多いため、スチールによるローター攻撃性を抑制するために、実施例２、４の方では、実施例１に比べて、スチール以外の金属および酸化鉄の量を多くすることで、より適切な特性バランスを確保している。上記表１、上記表２に示す結果から、より望ましいスチール以外の金属および酸化鉄の量は２重量％〜５重量％程度である。
【０１２０】
いずれにせよ、実施例１〜４については、上記実施形態に示した特徴点を有するブレーキパッドを構成しており、これら実施例１〜４においては、相手材への攻撃が少なく、耐摩耗性が良好なブレーキパッドが提供されている。
【０１２１】
また、スチール繊維またはステンレス繊維の量が１５重量％以下の場合に耐摩耗性が不十分となることや、スチール繊維またはステンレス繊維の量が５０重量％を超えた場合にローター攻撃性が悪化することは、実験的に確認している。
【０１２２】
なお、上記実施例では、スチール以外の金属として粉末を用いたが、繊維を用いた場合も同様の評価結果が得られることを確認している。また、酸化鉄として三酸化二鉄を用いても上記実施例と同様の評価結果が得られる。
【０１２３】
また、本発明は上記図１に示した自動車のディスクブレーキ用のブレーキパッドとしての適用以外にも、ドラムブレーキのブレーキパッドやそれ以外の種々のブレーキパッドとして適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態に係るブレーキパッドの概略構成を示す図である。
【図２】上記実施形態に係るブレーキパッドの製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…ブレーキパッド、２０…相手材としてのローター。
【図１】
2005036939.tif 000005
【図２】
2005036939.tif 000006