(57)【要約】【課題】  鉄系のディスクロータとの軽い接触ではディスクロータを殆ど削らず、制動時の摩擦係数は必要十分に大きく、高温履歴を受けた場合にも摩擦係数が殆ど変化しなくて制動効果を持続するブレーキ用摩擦材を提供すること。【解決手段】  ブレーキ用摩擦材は、補強繊維と摩擦調整材と充填材をバインダレジンで結合してなり、鉄系のディスクロータに対して使用される。このブレーキ用摩擦材は、粒径０．５μｍ以下の酸化鉄を１〜３０体積％含んでいる。このブレーキ用摩擦材では、非制動状態でのディスクロータとの接触時に、当該ブレーキ用摩擦材に含ませた酸化鉄と相手材であるディスロータの鉄とを反応させて、ディスクロータの摩擦面に酸化鉄の保護被膜を生じさせることが可能である。このため、ブレーキ用摩擦材中の研削成分によるディスクロータの研削作用を抑制することが可能である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強繊維と摩擦調整材と充填材をバインダレジンで結合してなり、鉄系のディスクロータに対して使用されるブレーキ用摩擦材であって、粒径０．５μｍ以下の酸化鉄を１〜３０体積％含んでいることを特徴とするブレーキ用摩擦材。
【請求項２】
請求項１に記載のブレーキ用摩擦材において、前記酸化鉄の粒径が０．１〜０．４μｍであることを特徴とするブレーキ用摩擦材。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブレーキ用摩擦材において、前記酸化鉄の体積％が２．５〜２０体積％であることを特徴とするブレーキ用摩擦材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキのブレーキパッド等において用いるブレーキ用摩擦材に関し、特に、鉄系（鋳鉄やステンレス鋼等）のディスクロータに対して使用されるブレーキ用摩擦材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のブレーキ用摩擦材の一つとして、補強繊維と摩擦調整材と充填材をバインダレジンで結合してなるものがあり、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平８−８５７８１号公報
【０００３】
上記した特許文献１には、粒径１〜１００μｍの四三酸化鉄を１〜５０体積％含んでいるブレーキ用摩擦材が開示されている。このブレーキ用摩擦材では、上記した特許文献１に記載されている効果は期待できるものの、四三酸化鉄が研削材としての効果を必要以上に発揮して、ディスクロータの回転振れ等による不均一摩耗（これは、Ｄｉｓｋ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎであり、略称がＤＴＶである）を必要以上に大きくしていて、これがブレーキ振動の原因の一つとなるおそれのあることを発明者等は確認した。
【０００４】
上記した不均一摩耗（以下、単にＤＴＶという）は、図１に概略的に示したように、非制動状態での走行時にディスクロータ１１の回転振れ（図１では振れ角θと振れ量Ｓが誇張して示してある）に伴って、制動時に比較して非常に軽い面圧でインナーパッド１２のブレーキ用摩擦材１２ａとアウターパッド１３のブレーキ用摩擦材１３ａがディスクロータ１１の各摩擦面１１ａ，１１ｂに軽く接触し、その接触部分が各パッド１２，１３のブレーキ用摩擦材１２ａ，１３ａによって図２〜図４のＧ１，Ｇ２に示したように削られることによって生じて成長するものである。また、このＤＴＶは、一般に、図２に示したディスクロータ１１の最大厚みＴｏと最小厚みＴ１ないしＴ２との差で表わされるものである。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記した知見に基づいてなされたものであり、鉄系のディスクロータとの軽い接触ではディスクロータを殆ど削らず、制動時の摩擦係数（μ）は必要十分に大きく、高温履歴を受けた場合にも摩擦係数（μ）が殆ど変化しなくて制動効果を持続するブレーキ用摩擦材を提供することを目的としている。
【０００６】
かかる目的を達成するため、本発明では、補強繊維と摩擦調整材と充填材をバインダレジンで結合してなり、鉄系のディスクロータに対して使用されるブレーキ用摩擦材において、粒径０．５μｍ以下の酸化鉄を１〜３０体積％含ませた。この場合の酸化鉄は、Ｆｅ２Ｏ３であっても、Ｆｅ３Ｏ４であってもよい。
【０００７】
このブレーキ用摩擦材は、その素材中に粒径０．５μｍ以下の極微細な酸化鉄を１〜３０体積％含ませたものであり、当該ブレーキ用摩擦材の成型性悪化を抑えた状態（ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄の体積％が３０体積％を越えると成型性が悪化する）で、非制動状態（低面圧）でのディスクロータとの接触時に、当該ブレーキ用摩擦材に含ませた酸化鉄と相手材であるディスロータの鉄とを反応させて、ディスクロータの摩擦面に酸化鉄の保護被膜を生じさせることが可能である。
【０００８】
このため、ブレーキ用摩擦材中の研削成分によるディスクロータの研削作用を抑制することが可能であり、当該ブレーキ用摩擦材の摩擦係数（μ）を低下させずに、ディスクロータにおけるＤＴＶの成長量を小さく抑えることが可能である。上記した酸化鉄の保護被膜は、厚みが１μｍ程度のものであり、黒色を呈していて目視にて確認可能である。
【０００９】
上記した本発明の実施に際して、当該ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄の粒径は０．１〜０．４μｍであることが好ましい。この場合には、粒径が０．１μｍ未満の酸化鉄（これは高コストであるばかりか、取り扱い性や原料の安定性等に難点がある）を用いずに当該ブレーキ用摩擦材を製作することが可能であり、当該ブレーキ用摩擦材を容易、安価に製作することが可能である。また、当該ブレーキ用摩擦材に含ませた酸化鉄は０．４μｍ以下であり、同酸化鉄によるディスクロータの研削作用を小さくし得て、ディスクロータにおけるＤＴＶの成長量を小さく抑えることが可能である。
【００１０】
また、上記した本発明の実施に際して、当該ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄の体積％は２．５〜２０体積％であることが好ましい。この場合には、当該ブレーキ用摩擦材の成型性を良好に維持した上で、ディスクロータにおけるＤＴＶの成長量を小さく抑えることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記した本発明の作用効果を確認するため、発明者等は下記の表１および表２に示した各比較例１〜１６のブレーキ用摩擦材と、各実施例１〜１６のブレーキ用摩擦材を作成し、各評価Ａ，Ｂ，Ｃに基づいて総合評価Ｄを得た。下記の表１は、ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄をＦｅ２Ｏ３としたものであり、下記の表２は、ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄をＦｅ３Ｏ４としたものである。
【００１２】
【表１】
2005273770.tif 000002
【００１３】
【表２】
2005273770.tif 000003
【００１４】
上記表１および表２に示した各比較例１のブレーキ用摩擦材は同一物であり、無機繊維、有機繊維、金属繊維の中から１種以上の補強繊維と、硫酸バリウム等の摩擦調整材と、カシューダスト等の充填材を、フェノール樹脂等の熱硬化性バインダレジンで結合している非石綿摩擦材の一例であり、その原料、成分、体積％は下記表３に示したとおりであって、硫酸バリウムと酸化鉄の体積％においてｘをゼロとしたもの（すなわち、摩擦係数を高い値に設定したベース材の一例）である。
【００１５】
【表３】
2005273770.tif 000004
【００１６】
また、上記表１および表２に示した各実施例１〜１６のブレーキ用摩擦材は、ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄の粒径を０．１μｍ、０．２μｍ、０．４μｍ、０．５μｍの４種類とし、かつ同酸化鉄の添加量（体積％）を１体積％、２．５体積％、２０体積％、３０体積％の４種類としたものであり、添加される酸化鉄および同酸化鉄に置換された硫酸バリウム以外の成分、体積％は上記表３に示したベース材の成分、体積％と同じである。
【００１７】
また、上記表１および表２に示した各比較例２〜５は、ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄の粒径を０．１μｍ、０．２μｍ、０．４μｍ、０．５μｍの４種類とし、かつ同酸化鉄の添加量（体積％）を３５体積％としたものであり、添加される酸化鉄および同酸化鉄に置換された硫酸バリウム以外の成分、体積％は上記表３に示したベース材の成分、体積％と同じである。
【００１８】
また、上記表１および表２に示した各比較例６〜１５は、ブレーキ用摩擦材に含ませる酸化鉄の粒径を０．７μｍ、１．０μｍの２種類とし、かつ同酸化鉄の添加量（体積％）を１体積％、２．５体積％、２０体積％、３０体積％、３５体積％の５種類としたものであり、添加される酸化鉄および同酸化鉄に置換された硫酸バリウム以外の成分、体積％は上記表３に示したベース材の成分、体積％と同じである。
【００１９】
なお、上記した表１および表２の各比較例１〜１５および各実施例１〜１６のブレーキ用摩擦材は、原料をアイリッヒミキサで均一に混合し、これを１６０℃に加熱した金型中に１５０ｇ投入して圧力２００ｋｇ／ｃｍ2 で１０分間加圧することにより裏板への接着と成形を行い、さらに、こうして得られた成形体を２３０℃で３時間加熱してバインダレジンを硬化させ、完成品（ディスクブレーキ用のブレーキパッド）としている。
【００２０】
上記した表１および表２において、評価Ａは、台上試験機を用いて、初期のディスクロータの振れ量Ｓ（図２参照）を１００μｍに設定し、摺り合わせを５０回（６５→０km/h、減速度３．５m/s2、制動前パッド温度９０℃）を行い、さらに、時速１００km/hで１時間空転させ、１００→６０km/hの制動を１０回連続で行い、これを１サイクルとして、合計３０サイクル実施し、初期のＤＴＶと比較し、その差分を試験後ＤＴＶ成長量（μｍ）としたものである。
【００２１】
また、評価Ｂは、ＪＡＳＯ−Ｃ４０６−８２に基づき、台上試験を実施し、フェード前後の摩擦係数の平均値を算出したものである。また、評価Ｃは、ブレーキ用摩擦材の成型性を４段階評価したものであり、ブレーキ用摩擦材の亀裂を目視レベルで判断したものである。また、総合評価Ｄは、比較例１に対してＤＴＶの低減が認められ、かつ摩擦係数が比較例１よりも低下せず、かつブレーキ用摩擦材が成型できる範囲から判断したものである。
【００２２】
上記した実施例１〜１６では、無機繊維、有機繊維、金属繊維の中から１種以上の補強繊維と、硫酸バリウム等の摩擦調整材と、カシューダスト等の充填材を、フェノール樹脂等の熱硬化性バインダレジンで結合している非石綿摩擦材の一例（ベース材）として、その原料、成分、体積％が表３に示したとおりのものを採用して、本発明を実施したが、本発明は、非石綿摩擦材の原料、成分、体積％が表３以外のものにも同様にまたは適宜変更して実施することが可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＤＴＶの発生メカニズムを概略的に示すディスクブレーキの正面図である。
【図２】ＤＴＶが発生したディスクロータ単体の正面図である。
【図３】図２に示したディスクロータのインナー側の側面図である。
【図４】図２に示したディスクロータのアウター側の側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１…ディスクロータ、１１ａ，１１ｂ…摩擦面、１２…アウターパッド、１３…インナーパッド、１２ａ，１３ａ…ブレーキ用摩擦材、θ…回転振れ角、Ｓ…回転振れ量
【図１】
2005273770.tif 000005
【図２】
2005273770.tif 000006
【図３】
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【図４】
2005273770.tif 000008