(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−繊維状物質、
−有機結合剤、
−有機充填剤および／または無機充填剤、
−潤滑剤、ならびに
−金属または金属化合物
の摩擦材混合物からなる、ブレーキおよびクラッチ用の摩擦ライニングであって、
前記摩擦材混合物は、合金中の亜鉛量が１重量パーセントより高いアルミニウム−亜鉛合金を含有し、陽極電極として使用される前記アルミニウム−亜鉛合金は、
亜鉛  ４．５〜５．５％
スズ  ０．０５〜０．２％
ガリウム  ０．０２〜０．２５％
ケイ素  最大で０．５％
鉄  最大で０．１％
他の添加物  それぞれ最大０．０１％であり、総量は最大０．０５％
残部：アルミニウム
の組成を有することを特徴とする摩擦ライニング。
【請求項２】
前記摩擦ライニング中のアルミニウム−亜鉛合金の重量パーセントが０．５重量パーセントと１５重量パーセントとの間である、請求項１に記載の摩擦ライニング。
【請求項３】
前記アルミニウム−亜鉛合金はＡｌＺｎ５タイプの陽極合金である、請求項１または２に記載の摩擦ライニング。
【請求項４】
前記アルミニウム−亜鉛合金は、粒子、ウール状物または繊維として前記摩擦材混合物に加えられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項５】
−金属の割合が０重量パーセントを超え７０重量パーセントまでであり、
−充填剤の割合が３〜５０重量パーセントであり、
−潤滑剤の割合が１０〜４５重量パーセントであり、
−有機添加物の割合が３〜２５重量パーセントである、請求項１から４のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項６】
前記潤滑剤は、０．５〜１０重量パーセントの間のスズ硫化物を含有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項７】
前記潤滑剤は、２〜８重量パーセントの間のスズ硫化物を含有する、請求項６に記載の摩擦ライニング。
【請求項８】
前記アルミニウム−亜鉛合金に加えて、含有される金属はスチールウールおよび／または銅ウールである、請求項１から７のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項９】
含まれる前記充填剤は、単独であり、あるいは他の充填剤、金属酸化物、金属ケイ酸塩および／または金属硫酸塩との組み合わせである、請求項１から８のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項１０】
前記繊維状物質はアラミド繊維および／または他の有機繊維または無機繊維である、請求項１から９のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項１１】
前記摩擦材混合物は、
−３０〜４０重量パーセントの割合の金属、
−２０〜３５重量パーセントの割合の充填剤、
−２０〜３０重量パーセントの割合の固体潤滑剤、および
−５〜１５重量パーセントの割合の有機成分
を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項１２】
前記摩擦材混合物は、
１５〜２５重量パーセントの割合のスチールウール、
３〜２０重量パーセントの割合の銅および／または銅合金、
０．５〜１５重量パーセントの割合のアルミニウム−亜鉛合金、
０．５〜２重量パーセントの割合の酸化アルミニウム、
５〜８重量パーセントの割合のグリマー粉末、
５〜１５重量パーセントの割合の重晶石、
５〜１５重量パーセントの割合の酸化鉄、
２〜８重量パーセントの割合のスズ硫化物、
２〜６重量パーセントの割合のグラファイト、
１０〜２０重量パーセントの割合のコークス粉末、
１〜２重量パーセントの割合のアラミド繊維、
２〜６重量パーセントの割合の樹脂充填剤粉末、および
３〜７重量パーセントの割合の結合剤樹脂
を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の摩擦ライニング。
【請求項１３】
−繊維状物質、
−有機結合剤、
−有機充填剤および／または無機充填剤、
−潤滑剤、ならびに
−金属または金属化合物
を含む摩擦材混合物からなる、ブレーキライニングおよびクラッチライニング用の摩擦ライニングを製造する方法であって、
−実質的に球状の粒子を製造するために液状化されたアルミニウム−亜鉛合金を噴霧すること、
−前記アルミニウム−亜鉛粒子を前記摩擦ライニング混合物と混合すること、および
−摩擦材混合物を圧縮成形して、摩擦ライニングを形成すること含み、前記アルミニウム−亜鉛合金は、
亜鉛  ４．５〜５．５％
スズ  ０．０５〜０．２％
ガリウム  ０．０２〜０．２５％
ケイ素  最大で０．５％
鉄  最大で０．１％
他の添加物  それぞれ最大０．０１％であり、総量は最大０．０５％
残部：アルミニウム
の組成を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
噴霧する前に、アルミニウム−亜鉛合金の棒材またはブロックが液状化される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
鉄含有摩擦部と協働する摩擦ライニングであって、請求項１から１２のいずれか一項に記載の摩擦ライニングを備えることを特徴とするブレーキジョーを有するブレーキ。
【請求項１６】
鉄含有摩擦部と協働する摩擦ライニングであって、請求項１から１２のいずれか一項に記載の摩擦ライニングを備えることを特徴とするブレーキジョーを有するクラッチ。
【請求項１７】
腐食防止性を有する摩擦ライニングを製造するために、
−繊維状物質、
−有機結合剤、
−有機充填剤および／または無機充填剤、
−潤滑剤、ならびに
−金属または金属化合物
を含む摩擦材混合物中におけるアルミニウム−亜鉛合金の使用であって、前記摩擦材混合物中のアルミニウム−亜鉛合金成分は、鉄含有摩擦部を腐食防止するための犠牲陽極として作用し、
亜鉛  ４．５〜５．５％
スズ  ０．０５〜０．２％
ガリウム  ０．０２〜０．２５％
ケイ素  最大で０．５％
鉄  最大で０．１％
他の添加物  それぞれ最大０．０１％であり、総量は最大０．０５％
残部：アルミニウム
の組成を有することを特徴とする使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の特にブレーキおよびクラッチ用の摩擦ライニング、ならびに請求項１４のプレアンブルに記載の方法に関する。本発明はさらに、請求項１６および１７のプレアンブルに記載のブレーキまたはクラッチ、ならびに請求項１８に記載の摩擦ライニング混合物における陽極合金の使用に関する。
【０００２】
そのような摩擦摩擦ライニングは、例えば、動力車において使用されるブレーキおよびクラッチに必要である。
【０００３】
従来のブレーキライニング配合表は下記の一般的組成を有する。
−金属（繊維または粉末として）
−充填剤（可能な無機繊維を含む）
−焼き付け防止剤（固体潤滑剤）
−有機化合物（樹脂、ゴム、有機繊維、有機充填剤）。
【０００４】
要件に応じて、これらの４グループの原料は種々の割合で存在する。
【０００５】
摩擦材開発の重要な目的は、摩擦ライニングの摩擦部と協働して摩擦値を最適化することであり、摩擦部の摩耗を減少させることであり、摩擦部の熱挙動を最適化することである。
【０００６】
車の長期の停止期間中、または例えば海洋気候での過酷な条件のもとで、鉄を含有する摩擦部に、すなわち、ブレーキ系のブレーキディスクまたはブレーキドラムに、あるいは鉄を含有するクラッチエレメントに錆が発生することが多い。例えば、錆により、摩擦ライニングが摩擦部に焼き付くことがあり、その結果、クラッチを作動させることができなくなり、あるいはブレーキを解除することができなくなる。摩擦ライニングはたとえ固着しない場合でも、機能的な異常が生じる。クラッチは、従来と同じように滑らかに作動し得なくなる。また、ブレーキは、少なくとも錆の層が擦られることによって除かれない限り、ブレーキ作動時に発生する騒音が大きくなるために作用が正しく機能しない。さらなる欠点は、錆により破壊されることによる鉄含有摩擦部の増大した摩耗である。
【０００７】
このような問題は、数週間にわたる運搬船で運ばれることが多い車の海上輸送の場合には特に重要である。
【０００８】
欧州特許ＥＰ−Ａ−０  ０７９  ７３２により、フレーム溶射法を使用して金属で摩擦材をコーティングすることによって、ブレーキおよびクラッチのスチールエレメントおよび鋳鉄エレメントにおける錆を防ぐことが既に知られている。この金属は、スチールよりも腐食性が低い金属表面を形成し、亜鉛、アルミニウムまたはマグネシウムのいずれかの合金からなる。
【０００９】
この方法は、車の海上輸送時における錆発生を単に防止するだけである。その薄い保護層は、ブレーキまたはクラッチを数回操作した後で除かれるが、車が車両置き場でさらに保管される場合、錆は依然として発生し得る。この知られているコーティングはいずれも、長期間の停止を経験することが多い車に対する問題を解決しない。
【００１０】
従って、腐食防止性を有する摩擦ライニングを提供することが本発明の目的である。
【００１１】
そのような目的は、それぞれ、請求項１、１４、１６、１７または１８に記載の特徴によって解決される。
【００１２】
本発明は、有利なことに、摩擦材混合物がアルミニウムおよび亜鉛の合金を含み、合金中の亜鉛量は約１重量パーセントより高く、好ましくは約２重量パーセントより高いことを規定する。
【００１３】
鉄またはスチールよりも腐食性が低い摩擦材混合物において金属を提供することによって、鉄またはスチールの摩擦部の錆発生が防止される。摩擦ライニング中のアルミニウム−亜鉛合金成分は犠牲陽極を形成し、その結果、錆発生、および特に、錆発生による摩擦ライニングに対する摩擦部の焼き付けを確実に予防することができる。利点として、この犠牲陽極は、摩擦ライニングの摩耗とともに常に再生され得る。
【００１４】
このようなアルミニウム−亜鉛合金が添加されることによって摩擦値が一様にできることは別の利点である。
【００１５】
腐食阻害粒子は、それらが摩擦ライニングの断面に一様に分布しているときにだけ有効となり得る。これは、粉末として添加されることが好ましいＡｌＺｎ５タイプの陽極合金を用いて特に有利に達成される。ここで、用語「陽極合金」は、Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ−Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ（第１５版、７３７頁）におけるスチールの陰極防食に関する５．９．２節に記載されているような材料および応用技術をいう。
【００１６】
合金中の亜鉛量は２重量パーセントと８重量パーセントとの間であり得る。
【００１７】
陽極合金中の亜鉛量を４重量パーセントと６重量パーセントとの間に設定することは、電池作用が腐食に対する保護のために最適な形で展開できるので特に好ましい。
【００１８】
アルミニウム−亜鉛合金の電極電位は、亜鉛の量を増大させることによって劇的に低下し、約５重量パーセントの量で最低値に達する。従って、約５重量パーセントの亜鉛量が特に好ましい。
【００１９】
摩擦ライニングはさらなる成分を含むので、最適な効果は、混合物全体における成分のバランスをとることに依存する。この面で、本発明の陽極合金は、含有物の下記限界を用いて最適化される。
亜鉛  ４．５〜５．５％
スズ  ０．０５〜０．２％
ガリウム  ０．０２〜０．２５％
ケイ素  最大で０．５％
鉄  最大で０．１％
他の添加物  それぞれ最大で０．０１％であり、総量は最大で０．０５％
残り：アルミニウム。
【００２０】
最適化された陽極合金とそれ以外の成分との相互作用により、電気化学的効果が摩擦ライニングの全耐用期間にわたって一定に維持される。
【００２１】
最適化された陽極合金はさらに０．０５〜０．２重量パーセントの量のスズを含む。スズは、アルミニウムマトリックスの金属格子を有利に変化させ、それによって、イオンおよび電子をほとんど伝えない保護的な酸化物層のために水性電解質中のアルミニウム材において普通なら生じる不動態の問題を取り除く。
【００２２】
０．０２〜０．２５重量パーセントの量の追加のガリウムは、好ましい効果、すなわち、本発明の陽極合金に対する活性化効果を有する。従って、やはりアルミニウム陽極合金の定常的な局在化腐食電位が低下し、その結果、その不動態領域が非常に限定され、本発明の陽極合金は、スチール、鉄、銅または他のアルミニウム材などと金属接触した状態のまま、犠牲陽極の機能を示す。この場合、犠牲陽極はだんだん消費される。
【００２３】
本発明の陽極合金が摩擦ライニングに粉末として加えられたとき、本発明の陽極合金により別の利点が達成できる。本発明の陽極合金を粉末として加えることによって、特定の環境条件下で生じる、鉄およびスチールの部材がブレーキおよびクラッチの摩擦ライニングに固着することが減少し、それにより、いわゆる「接着腐食」が減少する。
【００２４】
摩擦材混合物中のアルミニウム−亜鉛合金の重量パーセントは、０．５重量パーセントと１５重量パーセントの間であり得る。
【００２５】
アルミニウム−亜鉛合金は、好ましくは粒子として摩擦材混合物中に導入される。潤滑剤として、スズ硫化物が約０．５〜１０重量パーセントの間、好ましくは約２〜８重量パーセントの割合で含まれ得る。
【００２６】
摩擦ライニングを製造するために、まず棒材またはブロックとして存在することが好ましいアルミニウム−亜鉛合金を液状化し、次いで実質的に球状の粒子が得られるように噴霧することが規定される。次いで、これらの粒子は、従来の摩擦材混合物と混合され、摩擦ライニングにするために圧縮成形される。
【００２７】
例えば、回転しているディスクのリム上で噴霧またはスピンコートすることによって、陽極合金の溶融物から直接的に粉末状粒子を得ることもまた可能である。
【００２８】
本発明のさらなる有利な特徴は従属請求項から得ることができる。
【００２９】
以下、添付された唯一の図面を参照して本発明の実施形態の詳細な説明を行う。
【００３０】
ブレーキライニングおよび／またはクラッチライニングに必要とされる摩擦ライニング混合物は、通常、下記の成分を含有する。
−繊維状物質
−有機結合剤、
−有機充填剤および／または無機充填剤、
−潤滑剤、ならびに
−金属または金属化合物。
【００３１】
そのような摩擦ライニング混合物に関して、摩擦ライニング内で犠牲陽極として働くアルミニウム−亜鉛合金成分を摩擦ライニング混合物に加え、それにより、電気化学的電位を低下させることによって、摩擦ライニングの鉄含有摩擦部、すなわち、ブレーキディスク、クラッチドラムまたはクラッチエレメントを腐食（特に、接着腐食）から保護することを提案する。
【００３２】
特に好適なものは、合金中の亜鉛量が約１重量パーセントよりも大きく、好ましくは約２重量パーセントよりも大きいアルミニウム−亜鉛合金である。
【００３３】
図１から明らかなように、電極電位は、アルミニウム−亜鉛合金中の亜鉛の重量パーセントが増大するに従って低下している。その低下は、亜鉛が０〜２重量パーセントの領域において非常に劇的であり、約４．５〜５重量パーセントで最小値に達している。その最小値は、亜鉛の重量パーセントがより大きなときでさえわずかに変化しているにすぎない。従って、２重量パーセントと８重量パーセントとの間、好ましくは４重量パーセントと６重量パーセントとの間の重量パーセントが、電極電位における最適な低下を達成するためには十分である。
【００３４】
摩擦ライニング中のアルミニウム−亜鉛合金の重量パーセントは約０．５重量パーセントと１５重量パーセントとの間であることが望ましい。
【００３５】
充填剤は、それぞれが他の充填剤、金属酸化物、金属ケイ酸塩および／または金属硫酸塩あるいはそれらの組み合わせであり得る。好ましくは、繊維状物質は、アラミド繊維および／または他の有機繊維または無機繊維である。アルミニウム−亜鉛合金に加えて、含有される金属は、例えば、スチールウールおよび／または銅ウールであり得る。
【００３６】
使用される潤滑剤は、０．５〜１０重量パーセント、好ましくは２〜８重量パーセントの割合のスズ硫化物であることが好ましい。スズ硫化物もまた、例えば、粉末として摩擦ライニング混合物に混合することができる。
【００３７】
アルミニウム−亜鉛合金は、粒子として摩擦ライニング混合物に加えることが好ましい。この目的のために、まず棒材またはブロックで存在するアルミニウム−亜鉛合金を液状化し、次いで噴霧し、それにより、従来の様式で圧縮成形するように適合された摩擦ライニング混合物の摩擦材混合物に粒子として加えられる実質的に球状のアルミニウム−亜鉛粒子にされる。
【００３８】
実施例
例えば、摩擦ライニング混合物は下記のように構成され得る。
原料                        重量パーセント
スチールウール              １５〜２５
銅および／または銅合金      ３〜２０
アルミニウム−亜鉛合金      ０．５〜１５
酸化アルミニウム            ０．５〜２
グリマー粉末                ５〜８
重晶石                      ５〜１５
酸化鉄                      ５〜１５
スズ硫化物                  ２〜８
グラファイト                ２〜６
コークス粉末                １０〜２０
アラミド繊維                １〜２
樹脂充填剤粉末              ２〜６
結合剤樹脂                  ３〜７
【図面の簡単な説明】
【図１】  電極電位に対するアルミニウム−亜鉛合金中の亜鉛量の影響を示す図である。
【図１】
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