JPH0433301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は自動車、自動二輪車、産業用機械等の
動力伝達及び／又は制動に使用される制動部材の
製作方法に関する。 （従来の技術） 従来より、自動車、車両、各種産業機械等の制
動部材としては、軽合金鋳物やダイカストで作ら
れた保持部材（ブレーキ片）に、フエノール樹脂
を結合剤として、石綿で強化された摩擦部材を接
着した成形品が広く使用されている。しかし、以
上の公知制動部材は下記の如き問題点を持つ。 生産性が劣る。即ち、鋳造されたブレーキ片
（ブレーキシユー等）を研磨、仕上げした後、
ブレーキシユー側にプライマーを、摩擦部材
（ブレーキライニング等）側に接着剤を夫々塗
布した後、両者を貼着し、次いで、加圧下に加
熱硬化（200〜300℃×約30Kg／cm²、約40分）さ
せる作業を逐一圧締治具を用いて行うので、非
常に生産性が悪い。 製品の信頼性が劣る。即ち、接着工程におい
て、摩擦部材面が多孔質であつて、折角塗布さ
れた接着剤を吸収してしまうため、形成された
接着層の厚みを一定化するのが困難である。こ
のため、接着強度にバラツキを生じやすく、従
つて、高い信頼性を持つ製品を得ることができ
ない。 ブレーキシユー等が金属から構成されている
ので、腐蝕に弱い。この欠点は、特に冬季融雪
剤が散布された路面を走行した際に目立つて現
われる。 金属製のブレーキシユーでは、ブレーキライ
ニングの吸収した回転運動エネルギーが振動エ
ネルギーに変り易く、このため、制動時に不快
な共鳴振動音（通称「鳴き」）を発生すること
が多い。 ブレーキシユー等が金属から構成されている
ので目方が重い。 そこで特開昭51−69729号明細書には、補強材、
減摩剤及び熱硬化性樹脂からなる組成物から圧縮
成形された凹凸面付裏板（保持部材）の凹凸面上
に嵌合、固着された摩擦材とからなるデイスクブ
レーキ用摩擦パツドが記載されているが、摩擦材
との一体化には高温、高圧を必要とするのみなら
ず、一体化成形に際しては原料レジンの予熱、二
段型締め、ガス抜き、長い硬化所要時間（普通成
形物の厚さ１mm当たり１分）など、熱硬化性樹脂
特有の生産性上の問題点がある。しかも、保持部
材面に単なる凹凸を付加した程度では、成形樹脂
と保持部材とを完全に一体化させるのが困難なた
め、製品の剪断力に対する強度が不足し勝ちであ
る。 （発明の目的） 本発明の主要な目的は、軽量で、しかも信頼性
の高い制動部材を提供することである。 本発明のなお重要な目的は、腐食に強い制動部
材を提供することである。 本発明のなお別の重要な目的は、生産性の優れ
た制動部材、より具体的には、少ない工程数で接
着及び成型を同時に行うことのできる制動部材の
製作法を提供することである。 本発明のまた別の目的は、射出成形手段を用い
て熔融した樹脂をブレーキライニング等の多孔内
に圧入することにより、従来接着障害の原因の一
つであつた摩擦部材面の多孔性を活用して、投錨
効果により、保持部材と摩擦部材とが強固に一体
化した制動部材の製造方法を提供することであ
る。 本発明の更に他の目的は、既述の如き従来の金
属製制動部材と比較して、軽量で耐腐蝕性に優
れ、しかも制動時に鳴きの少ない制動部材を、自
動化しやすい単純な製造工程で容易に製造できる
方法を提供することにある。 （発明の構成） 以上の目的を達成するため、本願発明方法は、
ブレーキライニング（ドラムブレーキの場合）ク
ラツチフエーシング又はデイスクブレーキパツド
（円盤ブレーキの場合）等の摩擦部材と保持部材
とからなる制動部材を製作するに際し、気孔率２
〜25％の多孔面を持つ摩擦部材を金型内に挿入
し、補強性繊維を含有する熱可塑性樹脂を該金型
内に射出して前記摩擦部材の多孔面において前記
保持部材と一体化させる構成を採用する。 以上の構成において、摩擦部材は、自動車その
他各種の車両、各種産業機械等のブレーキ、クラ
ツチ等の制動部において、ブレーキライニング
（ドラムブレーキの場合）、クラツチフエーシン
グ、デイスクブレーキパツド（円盤ブレーキの場
合）等として広く使用されている材料である。通
常このものは、常法に従い、基材としての石綿
に、フエノール樹脂等の結合剤及びカシユー粒
子、黒鉛、バライタ（硫酸バリウム）、二硫化モ
リブデン、炭酸カルシウム又は鉄粉など、摩耗特
性を向上させるための各種の摩擦調整剤を混合
し、その混合物を圧縮成形することにより製造さ
れる。 上の摩擦部材の被接着面は、予め均一にサンデ
イングして一定の多孔状態にされているのが好ま
しい。そして該面は、さらに後の射出成形工程に
おいて、該接着面への熔融樹脂の投錨効果を高め
るため、気孔率が２〜25％、より好ましくは、３
〜10％の範囲内にあるのが好適である。因に、こ
こにいう気孔率は、オイル含浸法とか水銀圧入法
と称されている測定法に準拠して測定された値で
ある〔注〕。 注 オイル含浸気孔率は、試料を約90℃のオイル
中に８時間浸漬したときの重量増加から計算さ
れ、試料体積に対する増加オイル容積比（％）
にて表示される。 水銀圧入法気孔率は、ペネトロメーターを用
いて、大気圧から150000psiまで段階的に圧力
を上げ、各圧力における試料細孔内への水銀圧
入量を測定し、水銀圧入量（c.c.）を試料体積で
除して得た値に100を乗じた百分率として表示
される。 摩擦部材の気孔率が前記範囲より外れた場合、
例えば気孔率が２％未満であると、摩擦部材と保
持部材であるプラスチツク成形品との接着性が不
充分となり、一方25％以上になると摩擦部材とし
ての強度が低下して、摩擦性能が不充分となり、
いづれも目的上好ましくない。 本発明においては、通常摩擦部材と保持部材と
の被接着面に特別の処理は不必要である。しか
し、成形材料である熱可塑性樹脂コンパウンドと
摩擦部材との親和性や濡れが悪い場合には、所望
により、被接着面にプライマーまたは接着剤を塗
布、乾燥しておいてもよい。これらのプライマー
又は接着剤の種類は、使用される成形材料の種類
や要求される接着強度に応じて適宜選択されるべ
きである。但し、前述の通り、普通ではこれらの
塗布処理剤を施さなくても、摩擦部材の多孔面
（被接着面）に対する熱可塑樹脂の投錨効果によ
り実用上充分な程度にまで強固に接着が起こる。
因に、接着の程度が充分であるかどうかを判定す
るには、サンプルの接着面を剥離又は剪断破壊さ
せた後、該剥離面又は破壊面を肉眼又は拡大鏡を
用いて観察する。その結果、破壊面が摩擦部材の
凝集破壊であるときは、充分な接着強度であると
判定してよい。これに反し、一部にせよ接着界面
での破壊が認められるときは、プライマー又は接
着剤を使用すべきである。 本発明において、摩擦部材と制動部材との接着
強度を増大させるため使用されるプライマーは、
摩擦部材の被接着面に適用されることによつて該
表面の官能基密度を増加させ、射出された熔融樹
脂の極性基と物理的親和力を増加せしめるか、又
は熔融樹脂の官能基との反応により、化学結合に
よる親和力を増大させる目的で使用される。具体
的な例を挙げれば、例えばデスモジユール（商品
名）の如きポリイソシアネート、多価イソシアネ
ート末端基を有するウレタンプレポリマー、エピ
コート（商品名）のような多価エポキシ化合物な
どの反応性モノマー又はプレポリマーを例示する
ことができる。 また、上のプライマーと同様の目的に使用され
る接着剤は、上記プライマー及びその反応相手物
質である活性水素基含有モノマー又はプレポリマ
ーから構成される反応性接着剤が好適である。こ
れらの反応性接着剤は、常温活性を有する触媒を
含む二液型や常温では不活性で高温活性化する触
媒を含む一液型などの形で使用される。この他、
ゴム−フエノール系、ゴム−レゾルシノール系な
どの熱硬化樹脂プレポリマーを含むゴムセメント
やイソシアネートを含有するゴムセメントなども
使用できる。 本発明保持部材を構成する熱可塑樹脂は、６ナ
イロン、66ナイロン、メタキシリレンジアミンと
アジピン酸とから合成される半芳香族特殊ナイロ
ンなどのポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリフ
エニレンサルフアイド樹脂、変性ポリフエニレン
オキサイド樹脂などの所謂エンジニヤリングプラ
スチツクスである。これらの樹脂は、補強性繊維
及びその他の配合剤と共に、単軸又は二軸の押出
混練機を用いてペレツト状のコンパウンドに加工
される。ここに得られた成形用コンパウンドは、
必要に応じて予備乾燥して、水分を調整した後、
射出成型機のホツパーから成型機のバレル内へ供
給され、熔融、可塑化されてスクリユー又はラム
により高い圧力で金型のゲート及びスプルーを経
てキヤビテイー内へ注入され、冷却・固化せしめ
られた後、型外へ取出される。このとき注入され
た熔融状態の樹脂は、予め金型内の所定の位置に
挿入されている摩擦部材の多孔内に流入してアン
カー作用をし、該摩擦部材と密着し、一体化す
る。 保持部材成形用のコンパウンドは、成形品（保
持部材）に対し、従来の金属製品が使用されてい
た部材に代りうるための高い強度、高い剛性率及
び高い熱変形温度等を与えるため、補強性繊維を
配合されている必要がある。これらの要求物性
は、熱可塑性樹脂と補強性繊維の選択及び後者の
配合量の調整により満足せしめられることができ
るが、就中、剛性は制動部材にとつて極めて重要
であつて、好ましくは10万Kg^f／cm²以上の曲げ剛
性率を有するのが望ましい。前記のエンジニヤリ
ングプラスチツクでも、補強性繊維が配合されて
いないと10万Kg^f／cm²以上の曲げ剛性率を実現で
きないから、補強性繊維の配合は本発明にとつて
必須の要件である。 補強性繊維としては、炭素繊維もしくはガラス
繊維のチヨツプドストランド又はチタン酸カリウ
ムウイスカーを好適に使用することができる。こ
れらの補強性繊維は、単独で又は組合せて使用す
ることができ、また必要に応じてアラミド繊維、
ビニロン等他の繊維材料やアルミナウイスカー等
他のウイスカー及びマイカ、ワラストナイト等他
の無機フイラーを併用することもできる。 （発明の効果） 本発明による一体成形された制動部材の効果及
び利点は下記の通りである。 製造工程の短縮化 従来の制動部材が、保持用金属部材の鋳造→仕
上げ→接着剤塗布→乾燥→貼合せ→圧着→加熱硬
化→圧締治具の取外しといつた多くの工程を経て
摩擦部材との一体化接着を行つていたのに比べ、
本発明の方法では、成形コンパウンドの射出成形
という一工程だけで部材の成型と一体化接着をす
べて完了させることができるから大幅の工程短縮
化が可能である。 製品の信頼性の向上 従来法の制動部材は、所要工程が長いためバラ
ツキ要因が多かつたのに比べ、本発明の制動部材
は、製造工程が単純であるため、接着不良、貼合
せ面の形状不良などの欠陥を生じることがなく、
製品の品質管理が容易であると共に、信頼性が向
上する。 製品の軽量化 部材重量が、従来の金属製保持部材を使用した
製品に比べて約40％軽量化される。この部材の軽
量化は、自動車の燃料消費効率向上のため好まし
い結果をもたらす。 制動部材の鳴きの減少 本発明の制動部材を自動二輪車に実車装着し制
動試験を行つた結果、顕著な鳴きの軽減が認めら
れた。 耐腐蝕性の向上 本発明の制動部材と従来のアルミダイカスト製
部材を塩水中に１週間浸漬し、取出して両者を比
較すると、本発明品は何の変化もなかつたが、ア
ルミダイカスト品は非常に腐蝕されていた。この
耐蝕効果の増大は、特に海岸及び融雪剤散布道路
を走行する車両のため非常に好ましい。 以下、実施例を掲げ、発明実施の具体化及び効
果について説明するが、各例示は、当然説明用の
ものであつて、発明精神の限定を意味するもので
はない。 ［実施例 １］ 〔１〕 摩擦部材の製作 常用の配合に従つて、石綿、フエノール樹脂、
ゴム、カシユーポリマー、バライタ及び沈降炭酸
カルシウムを計量、混合し、常温でライニングの
寸法に予備成形し、金型中で100〜200Kg／cm²の高
圧下で130〜200℃に加熱して成形した。 成形後、更に結合剤の効果を安定化するため、
150〜300℃で数時間熱処理を行つた。得られた摩
擦部材の気孔率を水銀圧入法にて測定したとこ
ろ、約８％であつた。 〔２〕 成形用コンパウンドの作成 下表１に示す配合に従つて、各材料の所要量を
ブレンダーを用い混合後、65mmφの押出機より押
出し、ペレツト化した。 各材料の押出温度は、１：270℃、２：290℃、
３：290℃、４：260℃、５：300℃、６：260℃で
あつた。

【表】

【表】 〔３〕 射出成形工程 上記工程で得られたペレツトを乾燥させた後、
インサート金型をとりつけた射出成型機を用い、
下表−２の条件で射出成形した。この際、金型内
の所定位置に予め〔１〕で製作した制動部材を固
定しておき、第１図に示す様なテストピースを作
成した。

【表】 〔４〕 接着性能試験 上記〔３〕で得られたテストピースの引張剪断
接着強さを測定した。その破壊状態を下表−３及
び添付参考写真に示す。（参考写真（倍率：×30）
は、実施例２の破壊試験後の破壊状態を示し、成
形材料がライニング材の気孔の奥深くまで入りこ
んでいることが観察される。本写真中の符号の意
味も第２図のそれと同じである。）

【表】

【表】 〔５〕 樹脂成型部材の物性テスト 前記〔２〕で得られた成形用コンパウンドのペ
レツトを用いてASTMに規定されたテストピー
スを射出成型し、その物性を測定した。このテス
トピースの物性を、夫々ASTM D638（引張）、
D790（曲げ）及びD648（HDT）の各試験法に従つ
て測定したテストピースの物性は、前表−２に示
す通りであつた。 ［実施例 ７〜11］ 実施例２の成形用コンパウンドを用いて、制動
部材面に対するプライマー又は接着剤の塗布試験
を行つた。その他の工程は実施例２と同じであ
る。接着剤としてＡ〜Ｅ社より入手した下表−
４、第１欄に記載のものを使用し、制動部材の被
接着面に刷毛塗りを行つた。接着試験結果を下表
−４として示す。

【表】

【表】 す。
［実施例 12，13］ 実施例２及び７の方法に準拠して、実物金型に
より50c.c.自動二輪車用の制動部材を試作した。部
材の形状を第２図に示す。 得られた部材を、実車に装着し試験走行制動テ
ストを繰り返し行つたところ、使用上不都合は全
く見られなかつた。かつ急制動時の鳴きも、従来
の金属製保持部材使用時に比し明らかに改善され
ていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、引つ張り剪断接着強さを測定するた
めのテストピースの側面図、第２図は、実施例12
及び13の自動二輪車用制動部材の側面図である。
第２図中の符号の意味は以下の通り：− １……熱可塑性樹脂製保持部材（ブレーキシユ
ー）、２……摩擦部材（ブレーキライニング）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 摩擦部材と保持部材とからなる制動部材を製
   作するに際し、気孔率２〜25％の多孔面を持つ摩
   擦部材を金型内に挿入し、補強性繊維を含有する
   熱可塑性樹脂を該金型内に射出して前記摩擦部材
   の多孔面において前記保持部材と一体化させるこ
   とを特徴とする制動部材の製作方法。 ２ 摩擦部材の多孔面が、予めプライマー又は接
   着剤の塗布処理を受けている特許請求の範囲第１
   項記載の製作方法。 ３ 熱可塑性樹脂がエンジニヤリングプラスチツ
   クスである特許請求の範囲第１項記載の製作方
   法。