(57)【要約】【課題】長期にわたり安定した効力が得られ、摩擦や鳴きが悪化しない摩擦材を提供する。【解決手段】本発明に係る摩擦材は、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、有機材料の合計含有量が、摩擦材組成物全体の３０質量％以下であり、無機繊維は、解繊された生体溶解性無機繊維であって、モース硬度が５以上７以下、耐熱温度が１０００℃以上、繊維長が１ｍｍ以上であり、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まない。【選択図】図１
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【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％以下であり、
前記無機繊維は、解繊された生体溶解性無機繊維であって、モース硬度が５以上７以下、耐熱温度が１０００℃以上、繊維長が１ｍｍ以上であり、
モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないこと特徴とする摩擦材。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦材において、
前記有機材料は、アラミド繊維、ゴム粉、樹脂を含有し、
前記アラミド繊維の含有量は、摩擦材組成物全体の１質量％以下であり、
前記無機繊維の含有量は、摩擦材組成物全体の５〜１５質量％であることを特徴とする摩擦材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の摩擦材において、
ドラムブレーキに用いられる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】
本発明は摩擦材であって、特にバーハンドル車両のドラムブレーキに使用されるシューのライニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に用いられるブレーキに関し、例えば、バーハンドル車両のドラムブレーキは、早めに効力が得られるように設定されている。このため、ドラムブレーキの摩擦材は、ブレーキ装着初期から高効力が得られる、炭素元素を含む有機材料を主体にした構成としている。
【０００３】
従来知られているブレーキに用いられる摩擦材として、結合剤と、モース硬度が６．０を超える無機物とが含有されている摩擦材組成物が特許文献１に記載されている。また、凸部形状を有するチタン酸化合物と無機繊維とを含む摩擦材が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４６９８０５号公報
【特許文献２】特開２０１３−７６０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ドラムブレーキに用いられる有機材料を含む摩擦材は、有機材料が熱変化して炭素元素成分を主体とした摩擦成分が相手摺動面に移着し、移着して形成された移着フィルムによるフィルム摩擦によって効力を発揮するものである。このため、長期使用を続けるうちに、移着フィルム量の減少によって効力が変化してしまい、初期の効力が維持されず、長期にわたり安定した効力が得られないという課題がある。
【０００６】
これに対し、長期にわたり安定した効力を持続できるアブレッシブ摩擦による手法では、相手摺動面への摩擦により摩擦粉が出る。このため、特許文献１および特許文献２に記載されているように、生体性溶解無機繊維や硬質の無機材料が摩擦材に使用される。しかし、モース硬度が高すぎると摩擦や鳴きの悪化を引き起こしてしまい、一方、モース硬度が低すぎると長期にわたり安定した効力を得ることができないという課題がある。
【０００７】
そこで本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、長期にわたり安定した効力が得られ、摩擦や鳴きが悪化しない摩擦材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の摩擦材は次の構成を備える。すなわち本発明は、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％以下であり、前記無機繊維は、解繊された生体溶解性無機繊維であって、モース硬度が５以上７以下、耐熱温度が１０００℃以上、繊維長が１ｍｍ以上であり、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないこと特徴とする。この構成によれば、炭素元素を含む有機材料の質量を抑えることで、炭素成分の移着量が抑えられ、効力の変化を抑制することができる。また、無機繊維として生体溶解性無機繊維であって、モース硬度が５以上７以下のものを用い、モース硬度８以上の硬質無機粉末材を含まないことで、鳴きや摩耗が悪化することはなく、アブレッシブ摩擦の効果が得られる。また、無機繊維の耐熱温度が１０００℃以上であり、高温に対して耐久性があるので、長期にわたり効力の安定性が得られる。また、無機繊維の繊維長を１ｍｍ以上とすることで、無機繊維が網目状に配置され水切り効果を得られ、モーニングエフェクト現象の防止を図れる。なお、モーニングエフェクト現象とは、気象条件、主に湿度の高い時や低温時に摩擦材を使用すると摩擦係数が上昇して効力が高くなる現象のことをいう。具体的には、ブレーキの効力が高くなり、ブレーキ作動時に衝撃を感じる現象が生じ、大きな鳴きを発生したりする現象である。
【０００９】
また、本発明において、前記有機材料は、アラミド繊維、ゴム粉、樹脂を含有し、前記アラミド繊維の含有量は、摩擦材組成物全体の１質量％以下であり、前記無機繊維の含有量は、摩擦材組成物全体の５〜１５質量％としてもよい。これによれば、炭素元素を含むアラミド繊維の含有量を減らす代わりに無機繊維を補充することで、摩擦材組成物全体の繊維量を安定させつつ、炭素成分の移着量が抑えられ、効力の変化を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明において、ドラムブレーキに用いられるシューライニングに使用してもよい。これによれば、長期にわたり高効力が必要なドラムブレーキに適用できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の摩擦材によれば、長期にわたり安定した効力が得られ、摩擦や鳴きが悪化しない摩擦材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表１に示す配合割合によって製造された摩擦材のブレーキ作動回数に対する摩擦材の摩擦係数の変化を示すグラフである。
【図２】表２に示す配合割合によって製造された摩擦材のブレーキ作動回数に対する摩擦材の摩擦係数の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態に係る摩擦材は、一例として、ドラムブレーキに用いられるシューライニングに用いられる。本実施形態に係る摩擦材は炭素元素を含む有機材料と、無機繊維を含有する。そして、有機材料の合計含有量を摩擦材組成物全体の３０質量％以下とする。炭素元素を含む有機材料の含有量を摩擦材組成物全体の３０質量％以下とし、炭素元素の含有量を抑えることで、相手のドラム摺動面への炭素成分の移着量が抑えられる。そして、効力の変化が起きにくくなり、安定した効力が得られる。これに対し、炭素元素を含む有機材料の含有量が摩擦材組成物全体の３０質量％を超える場合、相手のドラム摺動面への炭素成分の移着量の影響を受けてしまい、摩擦係数の変化や効力の変化が起きてしまう。
【００１４】
さらに、摩擦材に含まれる無機繊維として、生体溶解性無機繊維を用いる。この無機繊維のモース硬度は５以上７以下である。モース硬度が５以上７以下となる範囲は、安定的な効力を得るための範囲であり、長期間使用してブレーキ回数が増えても安定的な摩擦係数が得られる。さらに、無機繊維の耐熱温度が１０００℃以上という特性を有しているため、ブレーキ作動時に高温となっても高温での耐久性があるため、長期間使用しても効力が安定し、摩擦係数の安定が得られる。また、モース硬度が５より小さい場合、摩擦材の硬さが不十分となり効力の発生が低くなってしまう。
【００１５】
さらに、無機繊維の繊維長が１ｍｍ以上であることで、無機繊維が互いに絡み合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や水蒸気が結露して摩擦材に付着した水分によって、摩擦材に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モーニングエフェクト現象が発生する恐れがある。摩擦材に網目状になって空隙が形成された繊維を有することで、摩擦材は、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。また、網目状に形成された繊維によって、掻き出された水が入り込むことができ、モーニングエフェクト現象を防止できる。網目状の繊維間に入り込んだ水は非制動時に蒸発し、ドラム摺動面と摩擦材の間に戻って水膜とならない。
【００１６】
さらに、本実施形態の摩擦材は、モース硬度が８以上の硬質無機粉末材を含まないものである。モース硬度が８以上の無機粉末材を含まないので、本実施形態の摩擦材は全体として硬さは調整され、硬すぎない。このため、鳴きや摩耗が悪化することがなく、アブレッシブ摩擦の効果が得られる。
【００１７】
無機繊維として、生体溶解性を有するセラミックスファイバーを用いることができる。無機繊維の化学組成は、シリカ（ＳｉＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）のうち少なくとも１種を含む合成物であり、成分系は、ＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ系繊維等の合成物が挙げられる。
【００１８】
有機材料として、アラミド繊維、ゴム粉、樹脂を含有している。アラミド繊維の含有量を摩擦材組成物全体の１質量％以下とすると共に、無機繊維の含有量を摩擦材組成物全体の５〜１５質量％とする。アラミド繊維の含有量を減らし、無機繊維の含有量を増やすことで摩擦材組成物全体の繊維量を安定させつつ、炭素成分の移着量が抑えられ、効力の変化を抑制することができる。また、摩擦材の強度も維持される。
【００１９】
ドラムブレーキの場合、摩擦材は密閉された箇所に収められるため、長期間使用していると摩擦材中の摩擦粉が現れてくるが、摩擦粉が外部に排出されることはなく、密閉空間内に留まり、蓄積する。アルミナやアルミナが含まれているアルミナ系の材料は、モース硬度が高いため、摩擦材に使用すると、排出された摩擦粉によって摩擦材自身が摩耗される可能性があり、摩擦材の消耗が激しくなる。また、相手部材を大きく摩耗させてしまう。このため、本実施形態では、アルミナが含まれる無機繊維は使用しない。本実施形態の摩擦材は、モース硬度が５以上７以下の無機繊維が含まれ、摩擦粉として、モース硬度が８以上の無機粉末材を含まないため、ドラムブレーキに使用しても摩擦粉によって摩擦材自身が摩耗されることなく、相手部材を摩耗することがない。
【実施例】
【００２０】
（実施例）
以下、実施例により本実施形態を説明するが、これらの実施例に限定されるものではない。表１の実施例に示す配合割合の原材料を撹拌、混合し、仮成形した。仮成形された摩擦材を熱成形型によって押しつけるように加圧しながら加熱処理を施し、摩擦材を製造した。実施例で使用した無機繊維として、モース硬度は５以上７以下、耐熱温度は１０００℃以上、長さが１〜３ｍｍ、ＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ系の解繊された生体溶解性繊維であるバルクファイバを１５質量％加えた。その他の無機繊維（人造；ガラスファイバ他）として、モース硬度は５以上７以下、耐熱温度は１０００℃未満であるものを５質量％加えた。硬質無機粉末材としてモース硬度７以下の炭酸カルシウムなどを５０質量％、有機繊維としてアラミド繊維を１質量％、黒鉛等の潤滑剤を１質量％加えた。また、樹脂としてフェノールレジンを１５質量％、有機材としてカシューダストを５質量％、ゴム粉としてニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などの未加硫ゴムを３質量％加えた。なお、モース硬度８以上の硬質無機粉末材は含まれない。
【００２１】
（比較例１〜４）
実施例と比較して無機繊維、アラミド繊維を含む有機材の種類および量を変え、表１の比較例１〜４に示す配合割合の原材料を撹拌、混合し、仮成形し、実施例と同様に摩擦材を製造した。比較例１の摩擦材は、従来の摩擦材であり、実施例で使用した無機繊維であるバルクファイバを含まず、有機材料を３０質量％よりも多く含有したものである。比較例２の摩擦材は、有機繊維のアラミド繊維を１質量％より多く含有し、２質量％含有したものである。比較例３の摩擦材は、モース硬度が５以上７以下、耐熱温度１０００℃以上の無機繊維を含有せず、モース硬度が５より小さい無機繊維（鉱物系のもので、セピオライトなど）を含有しているものである。比較例４の摩擦材は、上記の無機繊維であるバルクファイバを１５質量％よりも多い、２０質量％含有したものである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
実施例および比較例１〜４の摩擦材の特性を評価した。結果を表１に示す。実施例１の摩擦材は効力の長期安定性があり、効力の発生が十分に高く、ブレーキ鳴きが発生しにくく、悪化しなかった。比較例１の摩擦材は、効力の長期安定性が低下し、比較例２の摩擦材も同様に効力の長期安定化が低下した。比較例３の摩擦材は、硬さが不十分となり効力の発生が低くなった。比較例４の摩擦材は、ブレーキの鳴きが発生しやすかった。
【００２４】
製造された摩擦材をドラムブレーキ内に配置して、ブレーキの効き目を調査した。調査結果を図１、図２に示す。図１は、表１の実施例に示す配合割合によって製造された摩擦材の、ブレーキ作動回数に対する摩擦材の摩擦係数の変化を示すグラフである。図２は、表１の比較例１に示す配合割合によって製造された摩擦材の、ブレーキ作動回数に対する摩擦材の摩擦係数の変化を示すグラフである。図１、図２の縦軸は摩擦係数であり、横軸はブレーキの作動回数である。
【００２５】
実施例の摩擦材は図１より、ブレーキ作動回数が増加しても摩擦係数が１．５付近で安定し、摩擦係数の低下がほとんどなく、長期にわたり安定した効力が得られた。また、鳴きや摩耗に対する悪化がなく、高湿度条件下であっても水切り効果が得られてモーニングエフェクト現象の発生が抑えられた。
【００２６】
比較例の摩擦材は図２より、ブレーキ作動回数が少ないときは摩擦係数が高く１．５を超えていたが、ブレーキ作動回数が増加するにつれ、摩擦係数が低下し、１．２〜１．３の範囲に低下した。このことから、比較例の摩擦材では、長期に使用していると効力の変化が起き、安定した効力が得られなかった。
【図１】
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【図２】
2016132702.tif 000005