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JP5519142B2 - Friction member and brake device - Google Patents
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Description

本発明は、自動車のブレーキ装置に使用される摩擦部材に関し、特に鋳鉄製相手材にヒートクラックが発生するのを抑制した摩擦部材に関する。
また、該摩擦部材を用いたブレーキ装置、特にドラムブレーキ装置に関する。
The present invention relates to a friction member used in a brake device of an automobile, and more particularly to a friction member that suppresses occurrence of heat cracks in a cast iron counterpart material.
The present invention also relates to a brake device using the friction member, particularly a drum brake device.

従来、自動車のブレーキ装置として、ドラムブレーキ装置、ディスクブレーキ装置が使用されており、その摩擦部材として、金属製のベース部材に摩擦材が貼り付けられたドラムブレーキシュー、ディスクブレーキパッドが使用されている。   Conventionally, a drum brake device and a disc brake device are used as a brake device of an automobile, and a drum brake shoe and a disc brake pad in which a friction material is bonded to a metal base member are used as the friction member. Yes.

ブレーキ装置の性能として、ブレーキの効きレベルが高いことが要求されており、ブレーキの効きレベルを向上させるための摩擦材の改良としては、
(1)摩擦材に金属粒を多量に添加する。
(2)摩擦材にガラス繊維を多量に(例えば摩擦材組成物全体に対し10体積%以上)添加する。
(3)摩擦材に研削材を添加し、その研削材(アブレシブ)の平均粒径を大きくし、その添加量を調整する。
といった方法が知られている。
As the performance of the brake equipment, it is required that the braking effectiveness level is high, and as an improvement of the friction material to improve the braking effectiveness level,
(1) A large amount of metal particles is added to the friction material.
(2) A large amount of glass fiber is added to the friction material (for example, 10% by volume or more based on the entire friction material composition).
(3) An abrasive is added to the friction material, the average particle diameter of the abrasive (abstractive) is increased, and the addition amount is adjusted.
Such a method is known.

そして、ブレーキの効きレベルをさらに向上させるために、相手材である鋳鉄よりもモース硬度が大幅に大きい研削材が添加された摩擦材が使用されている。
本出願人は、先に、繊維基材と、無機充填材と、有機充填材と、結合材とを主成分とする非石綿系摩擦材組成物を成形、硬化してなる非石綿系摩擦材において、上記無機充填材として90%粒径が0.1〜8μm、モース硬度が6〜8の無機充填材を摩擦材組成物全体に対し0.1〜10体積%添加することを特徴とする非石綿系摩擦材を提案した(特許文献1)。
In order to further improve the effectiveness level of the brake, a friction material to which an abrasive having a Mohs hardness significantly higher than that of cast iron as a counterpart material is added is used.
The present applicant previously formed a non-asbestos-based friction material obtained by molding and curing a non-asbestos-based friction material composition mainly composed of a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, and a binder. In the present invention, an inorganic filler having a 90% particle size of 0.1 to 8 μm and a Mohs hardness of 6 to 8 is added as the inorganic filler in an amount of 0.1 to 10% by volume based on the entire friction material composition. A non-asbestos-based friction material was proposed (Patent Document 1).

また、特許文献2には、繊維基質、結合材、有機充填材及び無機粉を含む摩擦材組成物において、モース硬度5以上7未満の無機粉を摩擦材組成物全重量に対して7〜30重量%、モース硬度7以上の無機粉を摩擦材組成物全重量に対して0.5〜4重量%及び硫化錫を摩擦材組成物全重量に対して2〜10重量%含むことを特徴とする摩擦材組成物が開示されている。   Further, in Patent Document 2, in a friction material composition containing a fiber substrate, a binder, an organic filler, and inorganic powder, an inorganic powder having a Mohs hardness of 5 or more and less than 7 is 7-30 with respect to the total weight of the friction material composition. It contains 0.5 to 4% by weight of inorganic powder having a weight percentage of 7 or more and a Mohs hardness of 7 or more based on the total weight of the friction material composition and 2 to 10% by weight of tin sulfide based on the total weight of the friction material composition. A friction material composition is disclosed.

しかし、相手材である鋳鉄よりもモース硬度が大幅に大きい研削材が添加されたこのような摩擦材は、十分なブレーキの効きを得ることができるものの、相手材であるブレーキドラムや、ディスクロータの摺動面にヒートクラックが発生するという問題があった。   However, such a friction material to which a grinding material whose Mohs hardness is significantly larger than the counterpart cast iron can obtain sufficient braking effect, but the counterpart brake drum or disc rotor There was a problem that heat cracks occurred on the sliding surface.

車両の制動は、摩擦材を回転する相手材に押し付けることによって行われる。制動中に発生する熱により相手材の摺動面は非常に高温となり、そして非制動時には相手材の空転により摺動面が冷却される。このときの熱応力の繰り返しにより、相手材の摺動面に亀裂が発生する。
この亀裂をヒートクラックと呼んでおり、制動中に発生する熱が高温である程、ヒートクラックは大きくなる傾向がある。
The braking of the vehicle is performed by pressing the friction material against the rotating counterpart material. Due to the heat generated during braking, the sliding surface of the mating member becomes very hot, and the sliding surface is cooled by idling of the mating material during non-braking. Due to the repetition of thermal stress at this time, a crack occurs on the sliding surface of the counterpart material.
This crack is called a heat crack. The higher the heat generated during braking, the larger the heat crack.

相手材の摺動面にヒートクラックが発生すると、相手材の強度が低下するので好ましくない。
ヒートクラックを抑制する技術として、まず、相手材である、ブレーキドラムやディスクロータの材料を改良する試みがなされている。
If a heat crack occurs on the sliding surface of the counterpart material, the strength of the counterpart material is lowered, which is not preferable.
As a technique for suppressing heat cracks, first, attempts have been made to improve the materials of brake drums and disk rotors, which are counterpart materials.

特許文献3には、鋳鉄の黒鉛球状化のため添加するマグネシウムの添加量が重量比で0.025〜0.032%としたことを特徴とする自動車用ブレーキドラムの材料が開示され、また特許文献4には、重量比で、C:3.75〜3.95%、Si:1.8〜2.2%、Mn:0.5〜0.8%、P:≦0.1%、S:0.08〜0.15%、Mo:0.2〜0.7%、V:0.2〜0.6%、Cu:≦1.5%、Cr:≦0.1%、残部が実質的に鉄である化学成分を含有するねずみ鋳鉄により形成したことを特徴とするディスクブレーキ用ロータ材が開示されている。   Patent Document 3 discloses a material for an automobile brake drum characterized in that the amount of magnesium added for spheroidizing graphite of cast iron is 0.025 to 0.032% by weight, and patent In Document 4, by weight ratio, C: 3.75 to 3.95%, Si: 1.8 to 2.2%, Mn: 0.5 to 0.8%, P: ≦ 0.1%, S: 0.08 to 0.15%, Mo: 0.2 to 0.7%, V: 0.2 to 0.6%, Cu: ≦ 1.5%, Cr: ≦ 0.1%, balance A disc brake rotor material is disclosed which is made of gray cast iron containing a chemical component which is substantially iron.

このように相手材の材料については、ヒートクラックを抑制する研究が検討されているが、摩擦材側での検討はなされていないのが実情であった。   As described above, studies on suppressing heat cracking have been made on the material of the counterpart material, but the actual situation is that no investigation has been made on the friction material side.

ブレーキの鳴き低減を目的とする摩擦材料の改良技術として、特許文献5には、酸化マグネシウムなどのブレーキロータの材料より硬い硬質無機粉粒体と銅粉などの金属粉粒体とをSBRなどの弾性物質で囲み、それらと繊維基材、無機充填材、有機充填材および潤滑剤とを混合し、加熱成形した摩擦材が開示されている。   As an improved technique for friction materials for the purpose of reducing brake squeal, Patent Document 5 discloses that hard inorganic particles harder than brake rotor materials such as magnesium oxide and metal particles such as copper powder are used as SBR. There is disclosed a friction material that is surrounded by an elastic material, mixed with a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, and a lubricant and heat-molded.

これは、摩擦材とディスクロータとの摺接時に、ディスクロータと接する摩擦材の表面の酸化マグネシウム及び銅粉が、SBRの弾性変形によって摩擦材内部に引っ込むことにより、ディスクロータと摩擦材中の酸化マグネシウム及び銅粉との接触点が多くなり、摺接時個々の酸化マグネシウム及び銅粉に加わる力が分散されて小さくなり、摩擦振動が起こり難くなるというものである。   This is because the magnesium oxide and copper powder on the surface of the friction material in contact with the disk rotor are retracted into the friction material by elastic deformation of the SBR when the friction material and the disk rotor are in sliding contact with each other. The contact points with the magnesium oxide and the copper powder increase, and the force applied to the individual magnesium oxide and the copper powder at the time of sliding contact is dispersed and reduced, so that the frictional vibration hardly occurs.

この技術によれば、振動の発生自体を抑制することによって、十分な鳴き防止効果が得られている。
しかし、酸化マグネシウムや銅粉が弾性物質に囲まれているので、酸化マグネシウムや銅粉の本来の機能が弾性物質によって阻害されるという問題があり、また、該文献は耐ヒートクラック性に配慮したものではない。
According to this technique, a sufficient anti-squealing effect is obtained by suppressing the occurrence of vibration itself.
However, since magnesium oxide and copper powder are surrounded by an elastic material, there is a problem that the original function of magnesium oxide and copper powder is hindered by the elastic material, and the document considers heat crack resistance. It is not a thing.

特開2000−309641号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-309641 特開2008−174705号公報JP 2008-174705 A 特開平07−243460号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-243460 特開2005−82869号公報JP 2005-82869 A 特開平07−317819号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-317819

本発明は、上記問題点に鑑み、十分なブレーキの効きを確保しつつ、鋳鉄製の相手材のヒートクラック発生を抑制し得る摩擦材からなる摩擦部材及びその摩擦部材を備えたブレーキ装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a friction member made of a friction material capable of suppressing the occurrence of heat cracks in a cast iron counterpart material while ensuring sufficient braking effectiveness, and a brake device including the friction member. The purpose is to do.

相手材にヒートクラックが発生する原因は前述したとおりであるが、制動中の熱が特に高温になる原因として、次のような現象が起こっているものと考えられている。
(1)摩擦材に添加されている研削材が相手材である鋳鉄のモース硬度4.5よりも大きいと、研削材が鋳鉄製相手材の摺動面を研削する。
(2)そして、研削された鋳鉄の屑が摩擦材の表面に付着する。
(3)摩擦材表面に付着した鋳鉄の屑が再び相手材の摺動面に凝着し、鋳鉄の屑が凝着した箇所が盛り上がる。
(4)その盛り上がった部分が局所的に摺動するので、その部分が他の部分(鋳鉄の屑が凝着していない平滑な部分)よりも高温になる。
(5)さらに、その高温になった部分に有機物の皮膜が集中して形成される。
(6)そして、その有機物の皮膜が熱の発散を阻害し、放熱しにくくなり、温度上昇が促進され、高温となる。
The cause of the occurrence of heat cracks in the counterpart material is as described above, but it is considered that the following phenomenon occurs as the cause of the heat during braking particularly high.
(1) When the abrasive added to the friction material is larger than the Mohs hardness 4.5 of the cast iron, which is the counterpart material, the abrasive grinds the sliding surface of the cast iron counterpart material.
(2) The ground cast iron scraps adhere to the surface of the friction material.
(3) Cast iron scraps adhering to the friction material surface adhere to the sliding surface of the mating material again, and the location where the cast iron scraps adhere rises.
(4) Since the raised part slides locally, the part becomes hotter than the other part (smooth part where the cast iron scraps are not adhered).
(5) Further, an organic film is concentrated on the high temperature portion.
(6) Then, the organic film inhibits heat diffusion, makes it difficult to dissipate heat, promotes a temperature rise, and increases the temperature.

特に、モース硬度が6以上の研削材を使用すると、ヒートクラックが発生し易い。また、放熱し難い構造であるドラムブレーキ装置において発生し易い現象である。
本発明では、上記問題の原因となる、鋳鉄よりモース硬度が大幅に大きい研削材を添加せずに、ブレーキの十分な効きを確保する方法について検討を行った。
In particular, when an abrasive having a Mohs hardness of 6 or more is used, heat cracks are likely to occur. In addition, it is a phenomenon that is likely to occur in a drum brake device that has a structure that does not easily dissipate heat.
In the present invention, a method for ensuring a sufficient effect of a brake without adding an abrasive having a Mohs hardness significantly higher than that of cast iron, which causes the above problem, was examined.

本発明は、展性が大きな金属粒子と所定径の焼成酸化マグネシウムをそれぞれ所定量添加することを主たる特徴とする摩擦部材及びその摩擦部材を用いたブレーキ装置に関するものであり、次の技術を基礎とする。   The present invention relates to a friction member mainly characterized by adding predetermined amounts of metal particles having a large malleability and calcined magnesium oxide having a predetermined diameter, and a brake device using the friction member. The present invention is based on the following technology. And

(1)鋳鉄製の相手材に使用する摩擦部材であって、
アルミニウム、銅及び真鍮から選ばれる1種以上の金属粒子を1体積%以上5体積%以下と、
平均粒子径が1μm以上5μm以下である焼成酸化マグネシウム粒子を2体積%以上7体積%以下と、
を含む摩擦材を用いることを特徴とする摩擦部材。
(1) A friction member used for a cast iron counterpart material,
One or more kinds of metal particles selected from aluminum, copper and brass are 1% by volume or more and 5% by volume or less,
The calcined magnesium oxide particles having an average particle diameter of 1 μm or more and 5 μm or less are 2 vol% or more and 7 vol% or less,
A friction member comprising: a friction material comprising:

(2)前記金属粒子の平均粒子径が150μm以上250μm以下であることを特徴とする(1)に記載の摩擦部材。 (2) The friction member according to (1), wherein an average particle diameter of the metal particles is 150 μm or more and 250 μm or less.

(3)前記金属粒子がアルミニウム粒子であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の摩擦部材。 (3) The friction member according to (1) or (2), wherein the metal particles are aluminum particles.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の摩擦部材を備えたことを特徴とするブレーキ装置。 (4) A brake device comprising the friction member according to any one of (1) to (3).

(5)上記ブレーキ装置がドラムブレーキ装置であることを特徴とする(4)に記載のブレーキ装置。
なお、特許請求の範囲に記載された発明は、上記(3)に係るものである。
(5) The brake device according to (4), wherein the brake device is a drum brake device.
The invention described in the claims relates to the above (3).

本発明によれば、鋳鉄よりもモース硬度が大幅に大きな研削材を添加しなくても、十分な効き確保でき、かつヒートクラックの発生を抑制することができる摩擦部材及びその摩擦部材を用いたブレーキ装置を得ることができる。   According to the present invention, a friction member capable of ensuring sufficient effect and suppressing the occurrence of heat cracks and the friction member without using a grinding material whose Mohs hardness is significantly larger than cast iron is used. A brake device can be obtained.

図1を基に説明すると、本発明の摩擦部材1は、繊維基材、無機充填材、有機充填材及び結合材を主成分とする摩擦材組成物を成形し、結合材を硬化してなる摩擦材2を、金属製のベース部材3に貼り付けて得られる。本発明の摩擦部材は、ドラムブレーキシューやディスクブレーキパッドとして用いられ、本発明のブレーキ装置はそのような摩擦部材を使用したものである。   Referring to FIG. 1, the friction member 1 of the present invention is formed by molding a friction material composition mainly composed of a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, and a binder, and curing the binder. The friction material 2 is obtained by sticking to the metal base member 3. The friction member of the present invention is used as a drum brake shoe or a disc brake pad, and the brake device of the present invention uses such a friction member.

本発明では、摩擦材組成物中に、展性が大きな金属粒子を1体積%以上5体積%以下と、さらに平均粒子径が1μm以上5μm以下である焼成酸化マグネシウム粒子(モース硬度5.5)を2体積%以上7体積%以下添加する。   In the present invention, calcined magnesium oxide particles having a malleability of metal particles having a large malleability of 1 to 5% by volume and an average particle diameter of 1 to 5 μm (Mohs hardness 5.5) in the friction material composition. 2 vol% or more and 7 vol% or less is added.

展性が大きな金属粒子は、アルミニウム、銅、真鍮から選ばれる1種以上の金属粒子であり、十分な効きを得るために添加する。
摩擦材と相手材の摺動により、相手材に摩擦材中の金属粒子が移着する。展性が大きいので、摺動により金属が延び、相手材の摺動面に金属の皮膜を満遍なく形成させることができる。そして、その金属皮膜と摩擦材に含まれる金属粒子との凝着摩擦により、十分な効きを得ることができるのである。
The metal particles having high malleability are one or more metal particles selected from aluminum, copper, and brass, and are added to obtain a sufficient effect.
By sliding between the friction material and the counterpart material, the metal particles in the friction material are transferred to the counterpart material. Since the malleability is great, the metal extends by sliding, and a metal film can be uniformly formed on the sliding surface of the counterpart material. A sufficient effect can be obtained by adhesion friction between the metal film and the metal particles contained in the friction material.

金属粒子の添加量は、1体積%以上5体積%以下とすることで効果を得ることができる。1体積%未満であると、金属の皮膜の形成が不十分となり、十分な効きを得ることができない。また、5体積%を超えると、金属の皮膜の厚みが不均一になり、摩擦係数が不安定になる。   An effect can be acquired by the addition amount of a metal particle being 1 volume% or more and 5 volume% or less. If it is less than 1% by volume, the formation of a metal film becomes insufficient, and sufficient effects cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 5% by volume, the thickness of the metal film becomes non-uniform and the coefficient of friction becomes unstable.

金属粒子の平均粒子径は、150μm以上250μm以下であることが好ましい。150μm未満であると、金属の皮膜の形成が不十分となり、十分な効きを得ることができない。250μmを超えると、金属の皮膜の厚みが不均一になり、この場合も摩擦係数が不安定になる。   The average particle diameter of the metal particles is preferably 150 μm or more and 250 μm or less. If the thickness is less than 150 μm, the formation of a metal film becomes insufficient, and a sufficient effect cannot be obtained. When it exceeds 250 μm, the thickness of the metal film becomes non-uniform, and in this case, the coefficient of friction becomes unstable.

本発明で用いる展性の大きい金属粒子のモース硬度は、相手材である鋳鉄(モース硬度:4.5)より大きくない。アルミニウムのモース硬度が2.75、銅が4.0、真鍮が4.0である。
金属粒子としては、より展性の大きいアルミニウムを単体で使用するのが好ましい。
The Mohs hardness of the metal particles having high malleability used in the present invention is not larger than the cast iron (Mohs hardness: 4.5) which is the counterpart material. The Mohs hardness of aluminum is 2.75, copper is 4.0, and brass is 4.0.
As the metal particles, it is preferable to use aluminum having higher malleability alone.

焼成酸化マグネシウム粒子は、金属の皮膜を安定して形成させるために添加する。
焼成酸化マグネシウム粒子のモース硬度が5.5であり、相手材の鋳鉄のモース硬度4.5よりもやや大きく、制動初期において、焼成酸化マグネシウムが相手材の摺動面を研削することにより、相手材の摺動面に適度な凹凸を形成することができる。金属粒子がその凹凸部分に食い込むので、金属粒子を確実に相手材摺動面に移着させることができる。
The calcined magnesium oxide particles are added to stably form a metal film.
The Mohs hardness of the calcined magnesium oxide particles is 5.5, which is slightly larger than the Mohs hardness of 4.5 of the counterpart cast iron. In the initial stage of braking, the calcined magnesium oxide grinds the sliding surface of the counterpart material, Appropriate irregularities can be formed on the sliding surface of the material. Since the metal particles bite into the uneven portions, the metal particles can be reliably transferred to the mating material sliding surface.

焼成酸化マグネシウム粒子のモース硬度は、鋳鉄のモース硬度4.5よりもやや大きいが、鋳鉄を著しく研削する程ではないので、鋳鉄の屑が摩擦材側に付着するようなことはない。鋳鉄の屑が摩擦材側に付着することがないので、ヒートクラックの発生を抑制することができる。   The Mohs hardness of the fired magnesium oxide particles is slightly larger than the Mohs hardness 4.5 of cast iron, but not so much as to grind the cast iron so that the cast iron scraps do not adhere to the friction material side. Since cast iron scraps do not adhere to the friction material side, generation of heat cracks can be suppressed.

また、焼成酸化マグネシウム粒子は、形成された金属の皮膜が厚くなりすぎるのを抑制する効果も有する。金属の皮膜が厚くなりすぎると、効きが不安定になるが、焼成酸化マグネシウム粒子が金属の皮膜を研削し、適度な厚さに保つため、効きが安定する。   The fired magnesium oxide particles also have the effect of suppressing the formed metal film from becoming too thick. When the metal film becomes too thick, the effect becomes unstable, but the fired magnesium oxide particles grind the metal film and keep it at an appropriate thickness, so the effect becomes stable.

焼成酸化マグネシウム粒子は、平均粒子径を1μm以上5μm以下、添加量を2体積%以上7体積%以下とすることで効果を得ることができる。   The effect of the calcined magnesium oxide particles can be obtained by setting the average particle diameter to 1 μm or more and 5 μm or less and the addition amount to 2% by volume or more and 7% by volume or less.

平均粒子径が1μm未満であると、制動初期において、相手材の摺動面に十分な凹凸を形成することができないので、金属の皮膜を安定して形成することができなくなる。また、形成された金属の皮膜に対し、研削効果が弱く、金属の皮膜の厚みが不均一になり、効きが不安定になる。
平均粒子径が5μmを超えると、金属の皮膜を研削しすぎ、十分な効きを得ることができない。
If the average particle diameter is less than 1 μm, sufficient unevenness cannot be formed on the sliding surface of the counterpart material at the initial stage of braking, so that the metal film cannot be stably formed. Further, the grinding effect is weak against the formed metal film, the thickness of the metal film becomes non-uniform, and the effect becomes unstable.
When the average particle diameter exceeds 5 μm, the metal film is excessively ground and sufficient effect cannot be obtained.

また、添加量が2体積%未満であると、制動初期において、相手材の摺動面に十分な凹凸を形成することができないので、金属の皮膜を安定して形成することができなくなる。また、形成された金属の皮膜に対し、研削効果が弱く、金属の皮膜の厚みが不均一になり、摩擦係数が不安定になる。
添加量が7体積%を超えると、金属の皮膜を研削しすぎてしまうので、十分な効きを得ることができない。
Further, if the addition amount is less than 2% by volume, sufficient unevenness cannot be formed on the sliding surface of the mating member in the initial stage of braking, so that the metal film cannot be stably formed. Further, the grinding effect is weak against the formed metal film, the thickness of the metal film becomes non-uniform, and the friction coefficient becomes unstable.
If the added amount exceeds 7% by volume, the metal film is excessively ground, so that a sufficient effect cannot be obtained.

本発明の摩擦部材を構成する摩擦材は、上記の金属粒子、焼成酸化マグネシウムの他に、通常摩擦材に使用される繊維基材、結合剤、有機充填材、無機充填材を含むことができる。   The friction material constituting the friction member of the present invention can include, in addition to the above metal particles and calcined magnesium oxide, a fiber base material, a binder, an organic filler, and an inorganic filler that are normally used for the friction material. .

繊維基材としては、通常摩擦材に用いられる公知のものを使用することができ、スチール繊維、銅繊維、真鍮繊維、青銅繊維等の金属繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウム繊維、炭素繊維、ロックウール、ウォラストナイト、セピオライト、人工鉱物質繊維等の無機繊維、アラミド繊維、セルロースパルプ、アラミドパルプ、アクリル繊維等の有機繊維などが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。この繊維基材は、短繊維状で用いられ、その添加量は摩擦材組成物全体に対して5〜60体積%とすることが好ましく、10〜50体積%とすることがより好ましい。   As a fiber base material, a well-known thing normally used for a friction material can be used, steel fibers, copper fibers, brass fibers, bronze fibers and other metal fibers, glass fibers, ceramic fibers, potassium titanate fibers, carbon Examples thereof include inorganic fibers such as fibers, rock wool, wollastonite, sepiolite, and artificial mineral fibers, and organic fibers such as aramid fibers, cellulose pulp, aramid pulp, and acrylic fibers. A combination of the above can be used. This fiber base material is used in the form of short fibers, and the addition amount thereof is preferably 5 to 60% by volume, more preferably 10 to 50% by volume with respect to the entire friction material composition.

結合材としては、通常摩擦材に用いられる公知のものを使用することができ、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、これらをカシューオイル、シリコーンオイル、各種エラストマー等で変性した熱硬化性樹脂、各種エラストマー、フッ素ポリマー等を分散させた熱硬化性樹脂等が挙げられ、これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。結合剤の添加量は、摩擦材の充分な機械強度、耐摩耗性を確保するため、摩擦材組成物全量に対して10〜30体積%とすることが好ましく、12〜25体積%とすることがより好ましい。   As the binder, known materials generally used for friction materials can be used. Thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins, and thermosetting resins modified with cashew oil, silicone oil, various elastomers, etc. Examples thereof include thermosetting resins in which resins, various elastomers, fluoropolymers and the like are dispersed, and these can be used alone or in combination of two or more. The amount of binder added is preferably 10 to 30% by volume, and preferably 12 to 25% by volume, based on the total amount of the friction material composition, in order to ensure sufficient mechanical strength and wear resistance of the friction material. Is more preferable.

有機充填材としては、通常摩擦材に用いられる公知のものを使用することができ、カシューダスト、ゴムダスト(タイヤ粉砕粉)、未加硫の各種ゴム粒子、加硫された各種ゴム粒子等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   As the organic filler, known materials generally used for friction materials can be used, and examples include cashew dust, rubber dust (tire ground powder), various unvulcanized rubber particles, and various vulcanized rubber particles. These 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.

無機充填材としては、焼成酸化マグネシウムと、アルミニウム粒子、銅粒子、真鍮粒子以外に通常摩擦材に用いられる公知のものを使用することができ、バーミキュライト、マイカ、四三酸化鉄、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、鱗片状黒鉛、土状黒鉛、コークス、二硫化モリブデン,硫化錫,硫化鉄,硫化タングステン,硫化ビスマス,硫化亜鉛などの金属硫化物、鉄粒子,亜鉛粒子などの上記金属粒子以外の金属粒子などが挙げられ、これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
これら有機充填材と、焼成酸化マグネシウム、アルミニウム粒子、銅粒子、真鍮粒子以外の無機充填材の添加量は、摩擦材組成物全量に対して40〜70体積%とすることが好ましく、50〜70体積%とすることがより好ましい。
As the inorganic filler, in addition to calcined magnesium oxide and aluminum particles, copper particles, brass particles, known materials generally used for friction materials can be used. Vermiculite, mica, iron trioxide, barium sulfate, water Calcium oxide, light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, flake graphite, earthy graphite, coke, molybdenum disulfide, tin sulfide, iron sulfide, tungsten sulfide, bismuth sulfide, zinc sulfide and other metal sulfides, iron particles, zinc Examples thereof include metal particles other than the above metal particles such as particles, and these can be used alone or in combination of two or more.
The addition amount of these organic fillers and inorganic fillers other than calcined magnesium oxide, aluminum particles, copper particles, and brass particles is preferably 40 to 70% by volume with respect to the total amount of the friction material composition, and 50 to 70%. It is more preferable to set it as volume%.

本発明の摩擦部材は、通常摩擦部材の製造に用いられる公知の方法によって製造することができる。その一例を以下に示す。
(1)ドラムブレーキ装置用の摩擦部材としてのドラムブレーキシュー
所定量配合した摩擦材組成物をレディゲミキサー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて均一に混合した後、得られた原料混合物を予備成形型に投入し、加圧して予備成形物を成形する。
そして、上記予備成形物を熱成形型に投入し、成形温度130〜180℃、成形圧力15〜49MPaで3〜10分で加熱加圧成形し、得られた成形品を140〜250℃の温度で2〜12時間熱処理(後硬化)する。その後、摩擦面に研磨処理を施し、必要に応じて切断、孔あけなどを施し、必要寸法に仕上げたブレーキライニングを接着剤やリベットで金属製のシューリムに固定する。
(2)ディスクブレーキ装置用の摩擦部材としてのディスクブレーキパッド
所定量配合した摩擦材組成物をレディゲミキサー、アイリッヒミキサー等の混合機を用いて均一に混合した後、得られた原料混合物を予備成形型に投入し、加圧して予備成形物を成形する。
そして、予め洗浄、防錆処理を施し、接着剤を塗布した金属製のバックプレートと、上記予備成形物とを重ねた状態で熱成形型に投入し、成形温度130〜180℃、成形圧力15〜49MPaで3〜10分で加熱加圧成形し、得られた成形品を140〜250℃の温度で2〜12時間熱処理(後硬化)する。その後、摩擦面に研磨処理を施し、適宜、塗装、塗装焼き付け、スコーチ処理などが実施される。
The friction member of this invention can be manufactured by the well-known method normally used for manufacture of a friction member. An example is shown below.
(1) Drum brake shoe as a friction member for a drum brake device A predetermined amount of a friction material composition is mixed uniformly using a mixer such as a Redige mixer or an Eirich mixer, and then the obtained raw material mixture is mixed. It puts into a preforming die and pressurizes it to form a preform.
Then, the preform is put into a thermoforming mold, and is molded by heating and pressing at a molding temperature of 130 to 180 ° C. and a molding pressure of 15 to 49 MPa for 3 to 10 minutes, and the obtained molded product is heated to a temperature of 140 to 250 ° C. For 2-12 hours. Thereafter, the friction surface is subjected to polishing treatment, cut or drilled as necessary, and the brake lining finished to the required dimensions is fixed to a metal shoe rim with an adhesive or rivet.
(2) A disc brake pad as a friction member for a disc brake device is uniformly mixed with a friction material composition containing a predetermined amount using a mixer such as a Redige mixer or an Eirich mixer, and the resulting raw material mixture is mixed. It puts into a preforming die and pressurizes it to form a preform.
Then, the metal back plate, which has been washed and rust-prevented in advance and coated with an adhesive, and the pre-formed product are put into a thermoforming mold, and the molding temperature is 130 to 180 ° C. and the molding pressure is 15 The resulting molded product is heat treated (post-cured) for 2 to 12 hours at a temperature of 140 to 250 ° C. Thereafter, the friction surface is subjected to polishing treatment, and coating, paint baking, scorch treatment, and the like are appropriately performed.

[実施例1〜14・比較例1〜7]
表1〜3に示した組成の摩擦材組成物を配合し、これをレディゲミキサーを用いて10分間均一に混合し、加圧型内で10MPaで20秒間加圧して予備成形した。この予備成形物を成形温度160℃、成形圧力40MPaの条件下で6分間加熱加圧成形し、その後、200℃の温度で5時間熱処理(後硬化)し、研磨処理を施し、実施例1〜14、比較例1〜7のドラムブレーキ用ブレーキライニングを作成した。
評価は、摩擦部材をドラムブレーキ装置に適用し、フロントブレーキに用いた場合の、効きレベル(効力、効きの安定性)、ヒートクラックについて行った。その結果を各表末尾に示した。
なお、評価方法は次のとおりである。
[Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 7]
Friction material compositions having the compositions shown in Tables 1 to 3 were blended, mixed uniformly for 10 minutes using a Redige mixer, and pre-molded by pressing at 10 MPa for 20 seconds in a pressure mold. The preform was heat-pressed for 6 minutes under the conditions of a molding temperature of 160 ° C. and a molding pressure of 40 MPa, then heat-treated (post-cured) for 5 hours at a temperature of 200 ° C., and subjected to a polishing treatment. 14. Brake linings for drum brakes of Comparative Examples 1-7 were prepared.
The evaluation was performed on the effectiveness level (efficacy, stability of effectiveness) and heat crack when the friction member was applied to the drum brake device and used for the front brake. The results are shown at the end of each table.
The evaluation method is as follows.

(1)効力
JASO C407−2000(トラック・バスブレーキ装置ダイナモメータ試験方法)準拠
区分:N3(第3種トラック)フロントドラムブレーキ
イナーシャ:2000kgm
ブレーキエア圧:0.5MPa
第2効力試験 制動初速度:60km/h
上記の減速度平均値
◎:6以上(m/s
○:5.5以上 6未満(m/s
△:5以上 5.5未満(m/s
×:5未満(m/s
(1) Efficacy JASO C407-2000 (truck / bus brake device dynamometer test method) compliant classification: N3 (type 3 truck) front drum brake
Inertia: 2000kgm 2
Brake air pressure: 0.5 MPa
Second efficacy test Brake initial speed: 60 km / h
Above deceleration average value ◎: 6 or more (m / s 2 )
○: 5.5 or more and less than 6 (m / s 2 )
Δ: 5 or more and less than 5.5 (m / s 2 )
X: Less than 5 (m / s 2 )

(2)効きの安定性
JASO C407−2000(トラック・バスブレーキ装置ダイナモメータ試験方法)準拠
区分:N3(第3種トラック)フロントドラムブレーキ
イナーシャ:2000kgm
ブレーキエア圧:0.5MPa
第2効力試験 制動初速度:60km/h、100km/h
制動初速度100km/hの減速度平均値を、制動初速度60km/hの減速度平均値で除した比率で表した。比率が100に近い程、効きの安定性が良好である。
◎:95以上
○:90以上95未満
△:85以上90未満
×:85未満
(2) Stability of effectiveness JASO C407-2000 (Test method for truck / bus brake system dynamometer) Compliant category: N3 (Type 3 truck) front drum brake
Inertia: 2000kgm 2
Brake air pressure: 0.5 MPa
Second efficacy test Brake initial speed: 60 km / h, 100 km / h
The average value of deceleration at the initial braking speed of 100 km / h was divided by the average value of deceleration at the initial braking speed of 60 km / h. The closer the ratio is to 100, the better the stability of effectiveness.
◎: 95 or more ○: 90 or more and less than 95 △: 85 or more and less than 90 ×: less than 85

(3)ヒートクラック
区分:N3(第3種トラック)フロントドラムブレーキイナーシャ:2000kgm
減速度:2(m/s
制動初速度:120km/h
制動前温度:100℃
制動回数:2000回
試験終了後のブレーキドラム摺動面のクラック長さを測定
◎:10mm未満
○:10mm以上20mm未満
△:20mm以上40mm未満
×:40mm以上
(3) Heat crack classification: N3 (type 3 truck) front drum brake inertia: 2000 kgm 2
Deceleration: 2 (m / s 2 )
Initial braking speed: 120km / h
Temperature before braking: 100 ° C
Number of brakings: Measure the crack length of the sliding surface of the brake drum after 2000 tests ◎: Less than 10 mm ○: 10 mm or more and less than 20 mm Δ: 20 mm or more and less than 40 mm ×: 40 mm or more

表1〜3の評価に示されるように、本発明の摩擦部材を備えたドラムブレーキ装置は、ブレーキの効力、効きの安定性に優れていながら、ヒートクラックの発生抑制の効果が得られている。   As shown in the evaluation of Tables 1 to 3, the drum brake device provided with the friction member of the present invention has an effect of suppressing the occurrence of heat cracks while being excellent in brake effectiveness and stability of effectiveness. .

本発明は、十分な効きレベルを確保しつつ、耐ヒートクラック性の高い摩擦部材を得ることができ、ブレーキ装置用、特にドラムブレーキ装置用として、実用上きわめて有用なものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can obtain a friction member having a high heat crack resistance while ensuring a sufficient effect level, and is extremely useful in practice as a brake device, particularly a drum brake device.

本発明の摩擦部材の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the friction member of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 摩擦部材
2 … 摩擦材
3 … 金属ベース部材(ブレーキシュー)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Friction member 2 ... Friction material 3 ... Metal base member (brake shoe)

Claims (4)

鋳鉄製の相手材に使用する摩擦部材であって、
アルミニウム粒子を1体積%以上5体積%以下と、
平均粒子径が1μm以上5μm以下である焼成酸化マグネシウム粒子を2体積%以上7体積%以下と、
を含む摩擦材を用いることを特徴とする摩擦部材。
A friction member used for a cast iron counterpart material,
1% to 5% by volume of aluminum particles ;
The calcined magnesium oxide particles having an average particle diameter of 1 μm or more and 5 μm or less are 2 vol% or more and 7 vol% or less,
A friction member comprising: a friction material comprising:
前記アルミニウム粒子の平均粒子径が150μm以上250μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の摩擦部材。 The friction member according to claim 1, wherein an average particle diameter of the aluminum particles is 150 μm or more and 250 μm or less. 請求項1又は2に記載の摩擦部材を備えたことを特徴とするブレーキ装置。 Brake device characterized by comprising a friction member according to claim 1 or 2. 上記ブレーキ装置がドラムブレーキ装置であることを特徴とする請求項に記載のブレーキ装置。 The brake device according to claim 3 , wherein the brake device is a drum brake device.
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