摩擦构件、盘式制动器制动衬块和车的制作方法

文档序号:19792602发布日期:2020-01-24 14:37阅读:267来源:国知局
摩擦构件、盘式制动器制动衬块和车的制作方法

本发明涉及摩擦构件、盘式制动器制动衬块和车。



背景技术:

作为安装于二轮车和四轮汽车等上的制动用的摩擦构件,在图1和图2中示出了盘式制动器制动衬块的一个例子。此外,图1是盘式制动器制动衬块的俯视图,图2是图1的a-a线的断面图的一个例子。在本例子中,盘式制动器制动衬块由背板1和摩擦材料2构成,摩擦材料2直接粘固于背板1的一个面11(这里是背板1的上表面)上。摩擦材料2由所谓的树脂成型模用材料构成,该树脂成型模用材料例如由粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材形成。上述这样的盘式制动器制动衬块可以通过如下步骤来制造:在背板1的一个面上预先重叠由粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材形成的摩擦材料的预备成型体,进行热压成型而粘固成一体,然后实施表面加工。

另外,盘式制动器制动衬块的另一个例子如图3所示。图3是图1的a-a线的断面图的另一个例子。图3的盘式制动器制动衬块由背板1、摩擦材料2和中间层3构成,在背板1的一个面11(这里是背板1的上表面)上隔着中间层3粘固摩擦材料2而得到的。在这种情况下,盘式制动器制动衬块可以通过如下步骤来制造:在背板1的一个面上预先重叠由粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材构成的摩擦材料和中间层的预备成型体,进行热压成型而粘固成一体,然后实施表面加工。

近年来,伴随着汽车的环境适应化和低油耗化的进行,研究和实施了汽车的各部件的轻质化。通常,汽车中的原材料的构成是金属材料占据一半以上,但为了实现车身的轻质化,其使用量有逐年下降的倾向。另外,值此车身的轻质化之际,近年来,作为原材料,铝(铝合金或铝复合材料)或树脂的使用有增加的倾向。钢板的比重约为7.8mg/m3,与之相比铝的比重约为2.7mg/m3,树脂的比重约为1mg/m3,较轻,所以可以预料通过使用铝和树脂等原材料,能实现车身的50%以下的轻质化。上述这样的向轻质化进行的过程中,对于车辆来说,不仅对车身、车架、而且对构成车辆的各要素的轻质化的要求也不断提高。

上述这样的车身轻质化的要求对在车辆的制动中使用的制动系统的构成要素之一的盘式制动器制动衬块来说也同样不断提高。具体而言,以往,盘式制动器制动衬块一直使用由钢制板材制成的背板,近年来提出了树脂制的背板的方案,例如,提出了将含有0.1~10mm左右的玻璃纤维的酚树脂进行压缩成型而得到的制品(参照例如专利文献1和2)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-165210号公报

专利文献2:日本特开2001-253998号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明者们为了实现盘式制动器制动衬块的轻质化,对于由至今为止的钢制背板变更为树脂制或铝制等轻质化原材料进行了研究,结果判明:这些轻质化原材料与以往的钢制背板相比,耐久性并不充分。

基于上述这些情况,本发明的目的是提供通过背板的轻质化而实现摩擦构件(盘式制动器制动衬块等)的轻质化、与此同时反复制动后的耐久性也得到了改善的摩擦构件。

用于解决课题的手段

本发明者们为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过调整摩擦材料的热传导率,在实现了背板的轻质化时背板的耐久性也得到改善,甚至还可以改善摩擦构件的耐久性,从而完成了本发明。本发明是根据这种认识而完成的。

本发明涉及下述[1]~[15]。

[1]一种摩擦构件,其是在含有比重比钢轻的原材料的背板的一个面上配置摩擦材料而得到的摩擦构件,其中,所述摩擦材料的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下。

[2]根据上述[1]所述的摩擦构件,其中,所述摩擦材料的厚度方向的热传导率为0.35w/m·k以下。

[3]一种摩擦构件,其是在含有比重比钢轻的原材料的背板的一个面上隔着中间层配置摩擦材料而得到的摩擦构件,其中,所述中间层和所述摩擦材料中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下。

[4]根据上述[3]所述的摩擦构件,其中,所述中间层和所述摩擦材料中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.35w/m·k以下。

[5]根据上述[3]或[4]所述的摩擦构件,其中,所述中间层的厚度为1mm以上。

[6]根据上述[1]~[5]中任一项所述的摩擦构件,其中,所述背板所含有的原材料的比重为5mg/m3以下。

[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的摩擦构件,其中,所述背板含有选自(1)纤维增强树脂、(2-1)铝合金、(2-2)在铝或铝合金中分散陶瓷粒子而成的铝复合材料、(3-1)镁合金和(3-2)在镁或镁合金中分散陶瓷粒子而成的镁复合材料之中的至少1种。

[8]根据上述[7]所述的摩擦构件,其中,所述背板含有所述(1)纤维增强树脂,所述纤维增强树脂的增强纤维是玻璃纤维或碳纤维,所述纤维增强树脂的树脂是热固性树脂。

[9]根据上述[1]~[8]中任一项所述的摩擦构件,其中,所述背板的厚度方向的热传导率为0.4w/m·k以上。

[10]一种摩擦构件,其是在背板的一个面上配置摩擦材料而得到的摩擦构件,其中,所述背板含有选自(1)纤维增强树脂、(2-1)铝合金、(2-2)在铝或铝合金中分散陶瓷粒子而成的铝复合材料、(3-1)镁合金和(3-2)在镁或镁合金中分散陶瓷粒子而成的镁复合材料之中的至少1种,所述摩擦材料的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下。

[11]根据上述[10]所述的摩擦构件,其中,所述摩擦材料的厚度方向的热传导率为0.35w/m·k以下。

[12]一种摩擦构件,其是在背板的一个面上隔着中间层配置摩擦材料而得到的摩擦构件,其中,所述背板含有选自(1)纤维增强树脂、(2-1)铝合金、(2-2)在铝或铝合金中分散陶瓷粒子而成的铝复合材料、(3-1)镁合金和(3-2)在镁或镁合金中分散陶瓷粒子而成的镁复合材料之中的至少1种,所述中间层和所述摩擦材料中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下。

[13]根据上述[12]所述的摩擦构件,其中,所述中间层和所述摩擦材料中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.35w/m·k以下。

[14]一种盘式制动器制动衬块,其含有权利要求[1]~[13]中任一项所述的摩擦构件。

[15]一种车,其搭载了上述[1]~[13]中任一项所述的摩擦构件。

发明效果

根据本发明,可以提供通过背板的轻质化而实现了摩擦构件(盘式制动器制动衬块等)的轻质化、与此同时反复制动后的耐久性也得到了改善的摩擦构件。另外,由于背板的比重比钢小,所以通过实现盘式制动器制动衬块等摩擦构件的轻质化而有利于实现二轮车和四轮汽车等的车身的轻质化。

附图说明

图1是表示摩擦构件(盘式制动器制动衬块)的示意图(俯视图)。

图2是在背板的一个面上直接配置摩擦材料而得到的摩擦构件(盘式制动器制动衬块)的图1中的a-a断面的示意图。

图3是在背板的一个面上隔着中间层配置摩擦材料而得到的摩擦构件(盘式制动器制动衬块)的图1中的a-a断面的示意图。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明。不过,在以下的实施方案中,其构成要素除了特别指出的情况外,都不是必需的。有关数值及其范围也是同样的,并不是对本发明进行限制。

关于本说明书中记载的数值范围,该数值范围的上限值或下限值也可以置换成实施例中所示的值。进而,在本说明书中,有关摩擦材料组合物中的各成分的含有率,当与各成分对应的物质存在多种时,只要没有特别说明,就是指摩擦材料组合物中存在的该多种物质的总含有率。

另外,将本说明书中的记载事项任意组合而成的方案也包含在本发明中。

本发明的一个方案(第一方案)使用例如图2来说明,其是在含有比重比钢轻的原材料的背板1的一个面上配置摩擦材料2而得到的摩擦构件,其中,上述摩擦材料2的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下。

本发明的另一个方案(第二方案)使用例如图3来说明,其是在含有比重比钢轻的原材料的背板1的一个面上隔着中间层3配置摩擦材料2而得到的摩擦构件,其中,上述中间层3和上述摩擦材料2中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下。

此外,在本发明中,厚度方向是指从与对象材滑动连接的摩擦材料的表面朝向背板的方向,热传导率是指在室温(25℃)下用温度梯度法测定的热传导率。这里,温度梯度法是指与有温度差的2个物体接触的试样达到稳定状态时,由其热流通量和试样温度来测定试样的热传导率的方法,用温度梯度法测定的热传导率可以使用市售的测定装置来测定。作为用温度梯度法测定的热传导率,具体而言,是使用实施例中记载的方法测定的热传导率。

根据本发明者们的研究可知,如果反复进行制动,则因摩擦热而使制动器温度上升,摩擦材料的表面温度有可能达到约600℃以上,特别是在摩擦材料磨损而摩擦材料的残留厚度变少的情况下,背板有可能升温至200℃以上。另外还判明:对于由轻质化原材料之中的纤维增强树脂形成的背板来说,如果背板的温度上升至树脂的耐热温度以上,则树脂会热分解,背板的强度显著下降,容易发生裂纹和破裂等不良情况。由铝合金、铝复合材料、镁合金、镁复合材料等轻质化原材料形成的背板在200℃以上时,强度和弹性模量显著下降,容易发生变形和破坏等不良情况。可是,如果是上述方案1或2,则由轻质化原材料形成的背板1的温度上升得到抑制,即使在摩擦材料的表面温度达到600℃以上的情况下,也能够防止背板1的裂纹和破裂,对于摩擦构件来说,能够使轻质化和反复制动后的耐久性得以兼顾。

以下,对摩擦构件所具有的背板和摩擦材料依次进行说明。

[背板]

背板含有比重比钢轻的原材料,如果列举优选的方案,该背板由比重比钢轻的原材料形成。比重比钢轻的原材料优选为比重为5mg/m3以下的原材料、更优选为比重为3mg/m3以下的原材料、进一步优选为比重为2mg/m3以下的原材料。进而,背板的比重优选为5mg/m3以下、更优选为3mg/m3以下、进一步优选为2mg/m3以下。

作为比重比钢轻的原材料,可以列举出例如(1)纤维增强树脂、(2-1)铝合金、(2-2)在铝或铝合金中分散陶瓷粒子而成的铝复合材料、(3-1)镁合金和(3-2)在镁或镁合金中分散陶瓷粒子而成的镁复合材料等。即,背板也可以含有选自上述原材料(1)、(2-1)、(2-2)、(3-1)和(3-2)中的至少1种,也可以由含有选自上述原材料(1)、(2-1)、(2-2)、(3-1)和(3-2)中的至少1种制成。

((1)纤维增强树脂)

纤维增强树脂是指将纤维和树脂复合化而得到的产物即纤维与树脂的复合材料。由于纤维增强树脂的比重约为1mg/m3左右,所以适合作为轻质化原材料。

作为纤维增强树脂中使用的纤维,可以使用例如选自玻璃纤维、α-氧化铝型、γ-氧化铝型等氧化铝纤维、硼纤维等无机纤维;对位系芳族聚酰胺纤维、间位系芳族聚酰胺纤维等芳族聚酰胺纤维;纤维素纤维、纳米纤维素纤维、pbo(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维或阻燃纤维、沥青系、pan(聚丙烯腈)系碳纤维等碳系纤维之中的至少1种。特别是在作为背板使用时,从强度和刚性的观点出发,优选玻璃纤维、碳纤维;从高热传导率的观点出发,更优选碳纤维。通过使用碳纤维,可以进一步提高背板的热传导率,当进行反复制动、制动器温度因摩擦热而上升时,可以使背板内的温度分布变得均匀,防止局部温度上升,容易防止伴随树脂的热分解和强度下降而产生的裂纹、破裂。

上述纤维增强树脂中使用的纤维的纤维长没有特别限制,从强度的观点出发,优选为1mm以上的纤维长,更优选为10mm以上的长纤维。该纤维的纤维长的上限值没有特别限制,可以为100mm以下、也可以为70mm以下、也可以为50mm以下、也可以为35mm以下。

另外,作为上述纤维增强树脂中使用的纤维,还可以使用毛毡等无纺布、抄造品、由连续纤维构成的织物、编物、交织物等织造布。

作为上述纤维增强树脂中使用的树脂,从耐热性的观点出发,优选热固性树脂,从耐热性和强度的观点出发,优选酚树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂。上述酚树脂、环氧树脂优选并用固化剂。纤维增强树脂中使用的树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。作为酚树脂,也可以使用市售品,也可以通过常规方法来合成。

作为上述酚树脂,可以列举出甲阶酚醛树脂型的酚树脂、线型酚醛清漆型的酚树脂、芳烷基改性型的酚树脂、用丙烯酸类弹性体、聚硅氧烷弹性体等改性后的弹性体改性型的酚树脂等。从耐热性的观点出发,作为酚树脂,优选线型酚醛清漆型的酚树脂、甲阶酚醛树脂型的酚树脂。

另外,作为上述环氧树脂,可以使用市售品,也可以通过常规方法来合成。作为环氧树脂,从强度和耐热性的观点出发,优选为具有芳香环的环氧树脂。具体而言,可以优选使用苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、萘型环氧树脂等。另外,用聚硅氧烷、丙烯腈、丁二烯、异丙基系橡胶、聚酰胺系树脂等改性后的环氧树脂等也可以使用。

另外,在上述纤维增强树脂中,除上述的纤维和树脂以外,还可以配合其它的添加剂。作为其它的添加剂,可以列举出无机填充材料、有机填充材料、金属粉等。其它的添加剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。优选为粒子状的无机填充材料、有机填充材料、金属粉,为了使其分散于纤维集合体中,优选粒径较小者。具体而言,从提高滑动性的观点出发,可以列举出石墨、二硫化钼、硫化钨、氟树脂和焦炭等,从提高阻燃性的观点出发,可以列举出氢氧化镁、氢氧化铝和锑化合物等,从轻质化的观点出发,可以列举出中空无机粒子等,从提高树脂的固化速度的观点出发,可以列举出氧化钙、氢氧化钙等,从提高热传导率的观点出发,可以列举出金属粉、石墨、氧化镁、氧化锌等。

为了防止背板的局部温度上升,上述纤维增强树脂的厚度方向的热传导率优选为0.4w/m·k以上、更优选为0.45w/m·k以上、进一步优选为1.0w/m·k以上。作为将上述纤维增强树脂的厚度方向的热传导率设定为上述范围的方法,可以列举出将上述金属粉、石墨、氧化镁、氧化锌等热传导率高的添加剂添加于纤维增强树脂中的方法,使用碳纤维等热传导率高的纤维作为纤维增强树脂的纤维的方法等,可以使用单独采用1种或组合采用2种以上的上述这些方法得到的纤维增强树脂。

在背板使用上述纤维增强树脂的情况下,可以通过如下的步骤制造上述的摩擦构件:将纤维增强树脂成型,根据需要实施形状加工,由此制作纤维增强树脂制的背板,然后使用纤维增强树脂制的背板代替以往的钢制背板来制造上述的摩擦构件。即,在摩擦材料的热成型模具的模孔中插入根据需要进行了预成型的摩擦材料组合物,然后,将在由上述纤维增强树脂制成的背板上预先涂布粘接剂而成的产物按照与上述预成型体接触的方式配置。然后,通过将摩擦材料组合物热成型而形成摩擦材料,由此可以使上述纤维增强树脂和摩擦材料一体化,形成摩擦构件。根据以上的工序,由于是分别进行由上述纤维增强树脂制成的背板的热成型和摩擦材料的热成型,所以能量效率未必好。因此,通过同时进行由纤维增强树脂制成的背板的热成型和摩擦材料的热成型,还可以提高能量效率。即,将热固化前的状态的纤维增强树脂和根据需要进行了预成型的摩擦材料组合物插入,同时进行热成型,在热成型的工序中上述纤维增强树脂中的热固性树脂和摩擦材料中的热固性树脂熔融和固化,由此不需要粘接材就能够进行一体化。

(铝、铝合金)

由于铝的比重约为2.7mg/m3,比较小,所以适合作为轻质化原材料,但从强度的观点出发,优选使用铝合金作为背板。作为铝合金,可以使用2xxx系(al-cu系)、3xxx系(al-mn系)、4xxx系(al-si系)、5xxx系(al-mg系)、6xxx系(al-mg-si系)、7xxx系(al-zn系)等形变用铝合金;ac1c(al-cu系)、ac1b(al-cu系)、ac2a(al-cu-si系)、ac2b(al-cu-si系)、ac3a(al-si系)、ac4a、ac4c(al-si-mg系)、ac4b(al-si-cu系)、ac4d(al-si-cu-mg系)、ac5a(al-cu-ni-mg系)、ac7a(al-mg系)、ac8a(al-si-cu-ni-mg系)、ac8b(al-si-cu-ni-mg系)、ac9a(al-si-cu-mg系)、ac9b(al-si-cu-mg系)等铸件用铝合金;adc1(al-si系)、adc3(al-si-mg系)、adc5(al-mg系)、adc6(al-mg-mn系)、adc10(al-si-cu系)、adc12(al-si-cu系)、adc14(al-si-cu-mg系)等压铸用铝合金等。另外,可以使用将它们进行热处理(时效处理)等并进行调质后的产物。

(铝复合材料)

在铝或上述铝合金中分散陶瓷粒子而成的铝复合材料(陶瓷粒子增强铝基复合材料)与铝合金相比,杨氏模量变高,所以如果用作背板,则可以提高制动器制动衬块的刚性,是优选的。作为分散增强的陶瓷粒子,可以使用al2o3、tio2、sio2、zro2等氧化物系陶瓷、sic、tic等碳化物系陶瓷、tin等氮化物系陶瓷。

(镁、镁合金)

由于镁的比重为1.74mg/m3,比较小,所以适合作为轻质化原材料,但从强度的观点出发,优选使用镁合金作为背板。作为镁合金,可以使用m1(mg-mn合金)、az61、az91等az系(mg-al-zn合金)、zk51、zk60等zk系(mg-zn-zr合金)、zh62等zh系(mg-zn-zr合金)、ek30等ek系(mg-稀土类元素合金)、hk31等hk系(mg-th系合金)、k1(mg-zr合金)等各种铸造用镁合金和加工用镁合金。另外,可以使用添加了几个百分比的钙的阻燃性镁合金。

(镁复合材料)

在镁或上述镁合金中分散陶瓷粒子而成的镁复合材料(陶瓷粒子增强镁基复合材料)与镁合金相比,杨氏模量变高,所以如果用作背板,则可以提高制动器制动衬块的刚性,是优选的。作为分散增强的陶瓷粒子,可以使用al2o3、tio2、sio2、zro2等氧化物系陶瓷、sic、tic等碳化物系陶瓷、tin等氮化物系陶瓷。

此外,通过提高背板的厚度方向的热传导率,则当进行反复制动、制动器温度因摩擦热而上升时,可以使背板内的温度分布变得均匀,防止局部温度上升,容易防止伴随树脂的热分解和强度下降而产生的裂纹、破裂。从该观点出发,背板的厚度方向的热传导率优选为0.4w/m·k以上、更优选为0.45w/m·k以上、进一步优选为1.0w/m·k以上。背板的厚度方向的热传导率的上限值没有特别限制,可以为400w/m·k以下,也可以为250w/m·k以下。

[摩擦材料]

作为摩擦材料,例如,由含有粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材的摩擦材料组合物形成的摩擦材料是优选的一个方案。通过将上述摩擦材料组合物或摩擦材料组合物的预成型体与背板重叠后进行热压成型,然后进行加热处理以使作为粘结材料的热固化树脂固化,由此可以形成摩擦材料。

在上述方案1中,参照着图2进行说明,摩擦材料2的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下、优选为0.35w/m·k以下。摩擦材料2的厚度方向的热传导率的下限值没有特别限制,可以为0.05w/m·k以上、也可以为0.1w/m·k以上。

在上述方案2中,参照着图3进行说明,后述的中间层3和摩擦材料2中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下、优选为0.35w/m·k以下。另外,该热传导率的下限值没有特别限制,可以为0.05w/m·k以上、也可以为0.1w/m·k以上。

这里,作为将摩擦材料的厚度方向的热传导率设定为上述范围、例如设定为0.40w/m·k以下(优选为0.35w/m·k以下)的方法,可以列举出例如(a)增大摩擦材料的气孔率的方法、(b)减少石墨和金属纤维等热传导率高的原材料在摩擦材料中的含量的方法、(c)增加摩擦材料中的树脂的含量的方法等,通过使用单独1种或组合2种以上的上述这些方法,可以设定为0.40w/m·k以下(优选为0.35w/m·k以下)的摩擦材料。

从耐久性的观点出发,摩擦材料的厚度优选为4~15mm、更优选为6~15mm、进一步优选为7~13mm。

[中间层]

在上述方案2中,参照着图3进行说明,摩擦材料2隔着中间层3形成于背板上。作为中间层3,例如,由含有粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材的摩擦材料组合物形成的摩擦材料是优选的一个方案。在隔着中间层3将摩擦材料2粘固于背板1上的情况下,将摩擦材料组合物和中间层的组合物或摩擦材料组合物和中间层的组合物的预成型体与背板1重叠后进行热压成型,然后进行加热处理以使作为粘结材料的热固化树脂固化而形成中间层3。

如前所述,只要中间层3和摩擦材料2中的至少一者的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下(优选为0.35w/m·k以下),就没有特别限制,如果摩擦材料2的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下,则中间层3的厚度方向的热传导率没有特别限制,另一方面,在摩擦材料2的厚度方向的热传导率超过0.40w/m·k的情况下,中间层3的厚度方向的热传导率要设定为0.40w/m·k以下(优选为0.35w/m·k以下)。这样地进行设定的话,即使在摩擦材料的表面温度达到600℃以上的情况下,也能够防止背板的裂纹和破裂,成为耐久性优良的摩擦构件。据推测这是因为由轻质化原材料制成的背板的温度上升被有效地抑制的缘故。

这里,作为将中间层3的厚度方向的热传导率设定为上述范围、例如设定为0.40w/m·k以下(优选为0.35w/m·k以下)的方法,可以列举出例如(a)增大摩擦材料的气孔率的方法、(b)减少石墨和金属纤维等热传导率高的原材料在中间层中的含量的方法、(c)增加中间层中的树脂的含量的方法等,通过使用单独1种或组合2种以上的上述这些方法,可以制成0.40w/m·k以下(优选为0.35w/m·k以下)的中间层。

上述中间层的厚度优选为1mm以上。当中间层3的厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下时,通过将中间层的厚度设定为1mm以上,摩擦材料与背板间的绝热效果变高,可以有效抑制背板的裂纹和破裂。该中间层的厚度更优选为1~5mm、进一步优选为1~3mm、特别优选为1~2mm。

此外,优选的是,背板1含有纤维增强树脂,并且将摩擦材料2中所含的热固性树脂设定为能够与背板1所使用的热固性树脂通过热固化而相互形成化学键的化学成分的组合。这样地进行设定的话,即使不使用粘接材也能够将背板1和摩擦材料2通过热压成型而成型为一体,不仅制动器制动衬块1的强度、韧性提高,而且从制造工序的简化的观点出发也是优选的。

此外,优选的是,背板1含有纤维增强树脂,并且在设置中间层3时将摩擦材料2和中间层3中所含的热固性树脂设定为能够与背板1所使用的热固性树脂通过热固化而相互形成化学键的化学成分的组合。这样地进行设定的话,即使不使用粘接材也能够将背板1和中间层3和摩擦材料2通过热压成型而成型为一体,不仅制动器制动衬块1的强度提高,而且从制造工序的简化的观点出发也是优选的。

进而,当背板1含有包含cu、zn等的铝合金、或以该铝合金为基础的铝复合材料时,可以在热压成型和加热处理时同时进行时效析出处理。在这种情况下,不仅制动器制动衬块1的强度提高,而且从制造工序的简化的观点出发也是优选的。

[车]

本发明还提供搭载了本发明的摩擦构件的车。例如,可以列举出将本发明的摩擦构件用于盘式制动器制动衬块、制动蹄片、离合器摩擦片、电磁制动器、止动刹车等的车等。作为车,可以列举出大型汽车、中型汽车、普通汽车、大型特殊汽车、小型特殊汽车、大型自动二轮车和普通自动二轮车等汽车。

实施例

以下,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明不受这些例子的任何限制。

实施例1~6、比较例1~4和参考例1

制作表1所示构成的盘式制动器制动衬块。

摩擦材料a是汽车中使用的一般的非石棉有机材料(日立化成株式会社制hp63h)。

摩擦材料b、c、d和e是通过下述步骤得到的摩擦材料:以上述hp63h为基础,除去含有的金属原材料,减少石墨的量,进一步调整制造条件(热成型条件)来进行制造、从而降低了热传导率高的原材料的填充密度。在摩擦材料与背板之间铺设的中间层a与摩擦材料b的材质相同。

此外,热传导率按照如下方式测定:分别单独成型各摩擦材料和中间层之后,切成直径为50mm、厚度为2mm的圆柱状来制作测定用试样,用2根金属制的圆柱夹住测定用试样的底面,在大气压下用室温(25℃)下的温度梯度法(株式会社agne技术中心制的热传导率测定装置“arc-tc-1”)进行测定。此外,此时与试样接触的2根金属制的圆柱的温度差为13~20℃、平均温度为25℃。

以下是表1中记载的各例中使用的背板的材质。

钢:saph400

al合金(铝合金):adc12

cfrp:用25mm的碳纤维复合化而成的酚树脂(碳纤维为50质量%)

gfrp:用25mm的玻璃纤维复合化而成的酚树脂(玻璃纤维为50质量%)

(反复制动中的背板的耐久性试验)

使用上述中制作的各例的盘式制动器制动衬块进行制动测功试验,并进行背板的耐久性的评价。评价时,使用一般的浮式的夹套对应的制动钳、通风盘式转子,在惯性为7kgf·m·s2的条件下进行评价。反复进行车速为65km/h、减速度为0.35g的制动50次,制动器温度升温至600℃的循环反复进行50次后,确认背板部的外观缺陷(折损、变形、裂纹)的有无,按照下述评价基准进行评价。另外,背板的温度使用背板中埋入的热电偶来测定。评价结果示于表1中。

a:没有背板部折损、超过1mm的变形和裂纹的发生。

b:没有背板部的折损和超过1mm的变形,但发生了裂纹。

c:背板部发生了折损或超过1mm的变形。

表1

由表1中的实施例1~6可知,背板使用耐热性差的轻质原材料,使用了厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下的摩擦材料的盘式制动器制动衬块、和铺设了厚度方向的热传导率为0.40w/m·k以下的中间层的盘式制动器制动衬块即使进行反复制动,背板的温度也不会变高,并且显示了与使用钢板制成的背板的以往产品(参考例1)同等的耐久性。实施例1~6与背板使用耐热性差的轻质原材料并且组合了厚度方向的热传导率超过0.40w/m·k的摩擦材料的比较例1~4相比,得到了耐久性改善的结果。

另外,将使用了厚度方向的热传导率为0.35w/m·k的摩擦材料的实施例5和使用了厚度方向的热传导率为0.40w/m·k的摩擦材料的实施例6进行对比可知,就实施例5而言,反复制动后的背板温度大幅下降,本发明的效果更加显著地表现出来。将实施例1、5和6进行对比,由于实施例5与实施例6的结果之差比实施例1与实施例5的结果之差大,因而可以说使用厚度方向的热传导率为0.35w/m·k以下的摩擦材料也存在着临界的意义。

另外,背板使用了厚度方向的热传导率为1.0w/mk以上的纤维增强树脂的实施例2与使用了厚度方向的热传导率低于1.0w/mk的纤维增强树脂的实施例3相比,背板的温度上升得到了抑制,可以认为在反复制动中的耐久性方面占有优势。

此外,参考例1的盘式制动器制动衬块试样中的钢制背板的质量为250g,但本发明的盘式制动器制动衬块试样(实施例1~4)中的背板的质量为60~100g,如果使用本发明的盘式制动器制动衬块代替以往的盘式制动器制动衬块,则每1个盘式制动器制动衬块就能够减少150~190g的质量。

产业上的可利用性

本发明的摩擦构件即使反复进行制动,背板的温度上升也较小,具备实用的耐久性,并且重量轻,所以适合作为用于二轮车或四轮汽车的制动的盘式制动器制动衬块。

符号说明

1背板

11背板的配置摩擦材料的面

12背板的另一个面

2摩擦材料

3中间层

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