JP2000018297A

JP2000018297A - ブレーキパッドとその製造方法

Info

Publication number: JP2000018297A
Application number: JP10204437A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hama; 義紹濱
Original assignee: Awa Paper and Technological Co Inc
Current assignee: Awa Paper and Technological Co Inc
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキの制動力を常に均一にし、摩耗状態
による制動力のアンバランスを極減する。【解決手段】ブレーキパッドは、繊維と粉体とを湿式
で抄造してなるシート状の抄造紙を複数枚積層してい
る。積層された抄造紙は、コンポジット樹脂で結合され
ており、コンポジット樹脂に埋設される繊維の間には空
隙があって多孔質となっている。多孔質な空隙は、互い
に連通されて通気性を有する。さらに、ブレーキパッド
は、ブレーキのディスクに押圧される摩擦面に対して直
交するように、あるいは傾斜するように複数枚の抄造紙
を積層している。この状態で抄造紙を積層して、コンポ
ジット樹脂で接合しているブレーキパッドは、摩擦面
を、抄造紙の積層断面を表出させる積層断層面としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンポジット樹脂
中に繊維と粉体とを均一に分散させてなるブレーキパッ
ドとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、もっとも一般的に使用されている
ブレーキパッドは、ペースト状、ないしは液状のコンポ
ジット樹脂に、繊維と粉体とを混練りし、これ等の混合
体を、金型に注入して固化成形して製作される。この方
法はブレーキパッドを安価に多量生産できる特長があ
る。この製法で製造されるブレーキパッドは、コンポジ
ット樹脂に混合する繊維にアスベストを使用していた。
アスベストはブレーキパッドとして理想的な特性を有す
る。ただ、発ガン性があることから、アスベストに代わ
って、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維等が使用さ
れるようになった。しかしながら、これ等の繊維を使用
したブレーキパッドは、アスベストに匹敵する性能を実
現することが難しい。アスベストを使用したブレーキパ
ッドが、あらゆる用途に満足できる特性を実現できるも
のではないが、アスベストが使用されなくなって、さら
にブレーキ性能が優れたパッドが切望されるようになっ
ている。ブレーキパッドには下記の、、、の特
性が特に大切である。摩擦係数が大きいこと摩耗しても摩擦係数が変化しないこと耐摩耗性に優れていること耐熱性に優れていること摩擦係数が大きいことは、ブレーキペタルを軽く踏んで
良く効くブレーキとなる。摩耗して摩擦係数が変化しな
いことは、最初から最後まで同じようにブレーキが効く
ことと、全てのブレーキがバランスよく効くことから特
に大切な特性である。耐摩耗性は寿命を長くするために
大切である。耐熱性はブレーキが過酷な条件で使用され
るときに特に大切な特性である。

【０００３】現在の方法で製造しているブレーキパッド
は、これ等の全ての特性を満足することが難しい。とく
に、コンポジット樹脂と繊維と粉体とを混練りして固化
成形して製造されるブレーキパッドは、内部に空気が含
まれると、加熱時に割れやすい性質がある。加熱される
と、内部の気泡に含まれる空気が膨張して内部応力が大
きくなるからである。この弊害を防止するために、従来
のブレーキパッドは、内部に空気が含まれないようにし
て製造する必要がある。ただ、ブレーキパッドは、ブレ
ーキとしての特性を考慮すると、内部に空気を含ませる
のがよい。内部に空気を含むブレーキパッドは、摩耗量
を少なくできるとともに、優れた制動能力がある。ま
た、内部の空気によって断熱性が改善されて、ブレーキ
のペーパーロック等の弊害を防止できる。ブレーキパッ
ドから作動油への熱伝導を少なくできるからである。さ
らに、断熱性に優れたブレーキパッドは、ローター表面
に接する摺動面の温度は高くなるが、パッド全体の温度
を低くできる。このため、寿命を長くできる特長もあ
る。

【０００４】摩擦して制動する部材に空気を含ませる
と、制動特性が良くなることは、特公昭４８−２４１０
１号公報に記載されている。この公報に記載される湿式
摩擦材は、ブレーキパッドではないが、多孔質とする湿
式の摩擦材が記載される。湿式摩擦材は、多孔質とする
ために、抄造した紙に熱硬化性樹脂を含浸させ、プレス
しない状態で熱硬化性樹脂を予備加熱して硬化させ、そ
の後に圧熱して製造している。

【０００５】この方法で製造された湿式摩擦材は、湿式
クラッチや湿式ブレーキバンドに使用される。多孔質に
することで、優れた耐久性と摩擦性能にできる特長があ
る。ただ、この公報に記載される湿式摩擦材は、湿式状
態で使用されるものであって、通常のブレーキパッドの
ように乾式で使用されるものではない。この公報に記載
される製造技術を応用して、ブレーキパッドに使用でき
る厚さにすることもできる。しかしながら、この公報に
記載される方法でブレーキパッドを製造すると、全体を
均一な材質にできない欠点がある。ブレーキパッドとし
て使用するためには、繊維の隙間に種々の粉体を混合す
る必要がある。粉体と繊維とを混合し、これを抄造して
厚い紙を製作すると、上面と下面に同じ条件で粉体を分
散できなくなる。とくに、粉体には比重の大きい無機質
の粉体が使用されるので、湿式で抄造するときに粉体は
底に沈澱しやすい性質がある。底に沈澱する粉体は、抄
造された紙の下面に密集し、紙の上面と下面とで粉体の
密度が著しく変化してしまう。このため、この公報の製
法を応用してブレーキパッドを製造すると、部分的な物
性が変化してバランスよく配分できなくなる欠点があ
る。

【０００６】さらに、主としてクラッチとして最適な物
性を有する回転摺動部材の製造方法が、特開平３−５１
５３５号公報に記載される。この公報に記載される回転
摺動部材は、セラミツクスペ−パ−を積層した層を内部
に有する。この回転摺動部材は、所要枚数のセラミツク
スペ−パ−を積層すると共に、この積層体の表裏両面
に、夫々２〜５層程度の超耐熱繊維と炭素繊維との織製
体の層を積層し、次いで、積層体にフェノ−ル樹脂やエ
ポキシ樹脂、耐熱塗料、瀝青ピツチ混合液、あるいは、
Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃ及びＯからなる連続無機繊維を製造する
ための紡糸原液の１種以上を含浸させ、加圧焼成して製
造するものである。

【０００７】この公報に記載される方法で製造される回
転摺動部材は、内部まで充分に含炭素流動性物質を浸透
させるために、表層部分の織製体に比して含炭素流動性
物質の浸透性が極めて高いセラミツクスペ−パ−を使用
している。このため、含炭素流動性物質は、厚み方向の
中心部分まで十分に浸透し、厚み方向の引張強さを高く
することができる特長がある。しかしながら、この構造
の回転摺動部材をブレーキパッドに使用すると、表面と
内部とで摩擦係数が著しく異なり、全体が摩耗するまで
同じ条件で使用できない欠点がある。

【０００８】この欠点を解決して、摩耗性と耐熱性とを
改善するブレーキ性能を発揮するために、本願出願人
は、図１に示すように、繊維と粉体とを湿式で抄造して
いるシート状の抄造紙を複数枚積層したブレーキパッド
を開発した（特許第２６９６６７４号）。このブレーキ
パッドは、積層された抄造紙を、コンポジット樹脂で成
形している。コンポジット樹脂に埋設される抄造紙は、
繊維の間に空隙があって多孔質となっている。多孔質な
空隙は互いに連通されて、ブレーキパッドが通気性を有
する状態に成形されている。

【０００９】この構造のブレーキパッドは、以下のよう
にして製造される。繊維と粉体とを液体中に分散し、繊維と粉体とが分
散された分散液を湿式でシート状に抄造して繊維の隙間
に粉体を分散させた抄造紙を製作する。この抄造紙を、コンポジット樹脂を介して複数枚積
層し、積層した抄造紙を加圧プレスしてコンポジット樹
脂を固化させる。固化したコンポジット樹脂中には、方
向性なく繊維が分散され、しかも、繊維の間に粉体が均
一に分散されている。

【００１０】抄造紙の繊維には、天然繊維、合成繊維、
化学繊維、無機繊維等を使用する。抄造紙に添加される
粉体は、無機および有機の粉体である。繊維を結合して
抄造紙とするバインダーには、カチオン性合成樹脂のバ
インダーを使用する。さらに、抄造紙を積層するコンポ
ジット樹脂には、熱硬化性、および熱可塑性の合成樹脂
を使用する。

【００１１】この方法で製造されたブレーキパッドは、
繊維と粉体とを均一に分散させて所定の厚さに成形す
る。さらに、制動特性を改善するために、内部に空隙を
設けて多孔質とし、空隙に起因する熱割れを防止するた
めに、空隙を互いに連通させて通気性のある多孔質とし
ている。この状態を実現するために、ブレーキパッド
は、繊維と粉体とを湿式で抄造した抄造紙を複数枚積層
してコンポジット樹脂で成形している。繊維と粉体とを
水等の液体に分散させて抄造する方法は、コンポジット
樹脂に、粉体と繊維とを混合する方法に比較すると、繊
維と粉体とを均一に分散できる。繊維と粉体とを液体中
に分散できるからである。この状態で抄造された抄造紙
は、繊維の隙間に均一に粉体が分散されている。粉体と
繊維とが均一に分散されてなる抄造紙は、コンポジット
樹脂で積層されて所定の厚さに成形される。この構造の
ブレーキパッドは、抄造紙に粉体と繊維とが均一に分散
するので、粉体と繊維の両方を全体に均一に分散して、
所定の厚さにできる。

【００１２】さらに、抄造して製造された抄造紙を積層
してコンポジット樹脂で成形しているブレーキパッド
は、繊維の間に空隙ができ、しかも、繊維によって空隙
が互いに連通される特長がある。この構造のブレーキパ
ッドは、内部に独立する気泡のように空隙ができるので
はない。空隙の状態は、コンポジット樹脂の添加量と、
積層する抄造紙を加圧する圧力とで大幅に調整できる。
コンポジット樹脂の添加量を少なくして、抄造紙を加圧
する圧力を弱くすると、空隙を多くできる。互いに連通
する状態で設けられた空隙は、ブレーキパッドが加熱さ
れても、内部応力を増加させることがない。ブレーキパ
ッドから自由に排出されて内圧が上昇しないからであ
る。したがって、この構造のブレーキパッドは、内部の
空隙によって優れた制動特性を実現できる理想的な物性
を備える。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造のブレーキパッドは、非常に厳しい、たとえば、レー
ス等に使用されると、時々、左右のブレーキパッドの制
動力が著しくアンバランスになることがある。アンバラ
ンスな状態は長く続かない。ただ、短い時間であって
も、ブレーキがアンバランスになると、自動車を正常な
姿勢で制御できなくなることがあり、非常に危険な状態
となることがある。たとえば、急ブレーキをかけたとき
に、右車輪のブレーキの制動力が低下して、左車輪の制
動力が正常であると、自動車は左にスピンしやすい状態
となる。とくに、非常に危ない急ブレーキのときにこの
状態となるので、安全に制動するのが難しくなる。

【００１４】レースのような厳しい使用状態では、ブレ
ーキパッドが非常に早く摩耗する。このため、左右のア
ンバランスは、時間と共に頻繁に変化して非常に危険な
状態となる。左右のアンバランスが発生するのは、レー
ス等の過激な使用状態に限らない。ブレーキパッドの左
右のアンバランスは、レース以外の通常の使用状態にお
いても発生する。ただ、通常の使用状態では、ブレーキ
パッドの摩耗が少ないので、左右のアンバランスの変動
は緩やかである。しかしながら、左右のアンバランス
は、緩やかに発生しても、また、頻繁に変動しても、非
常に危ない状態になることは同じである。

【００１５】本発明者は、最初、制動力のアンバランス
が、積層している抄造紙に原因があると考えて、より均
一な抄造紙を製作するために、膨大な実験を繰り返し、
多数のブレーキパッドを試作して、実際に自動車で走行
試験をした。しかしながら、抄造紙の物性をいかに均一
にしても、この欠点は解消されなかった。そこで、本発
明者は、制動力のアンバランスなタイミングが、極めて
限られた時間に特定されることから、抄造紙自体ではな
くて、抄造紙を積層しているコンポジット樹脂に原因が
あることを究明した。すなわち、抄造紙がブレーキパッ
ドの摩擦面に表出しているときには、理想的な制動力を
示すが、１枚の抄造紙が摩耗して、次の抄造紙が摩擦面
に表出するまでの短い切り替わり時間において、抄造紙
を積層しているコンポジット樹脂が摩擦面に表出する。
コンポジット樹脂は、抄造紙に比較すると摩擦抵抗が小
さい。このため、コンポジット樹脂が摩耗して、次の抄
造紙が摩擦面に表出されるまで、制動力が低下する。

【００１６】本発明は、さらにこの欠点を解消すること
を目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、常
に均一な制動力があって、摩耗状態による制動力のアン
バランスを極減できるブレーキパッドとその製造方法を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のブレーキパッド
は、繊維と粉体とを湿式で抄造してなるシート状の抄造
紙を複数枚積層している。積層された抄造紙は、コンポ
ジット樹脂で結合され、コンポジット樹脂に埋設される
繊維の間には空隙があって多孔質となっており、多孔質
な空隙は、互いに連通されて通気性を有する。

【００１８】さらに、本発明の請求項１のブレーキパッ
ドは、ブレーキのディスクに押圧される摩擦面に対して
直交するように、あるいは傾斜するように複数枚の抄造
紙を積層している。この状態で抄造紙を積層して固化し
ているブレーキパッドは、摩擦面を、抄造紙の積層断面
を表出させている積層断層面としている。いいかえる
と、抄造紙の表面を摩擦面としていない。

【００１９】さらに、本発明の請求項２のブレーキパッ
ドの製造方法は、繊維と粉体とを液体中に分散し、繊維
と粉体を分散した分散液を湿式でシート状に抄造して繊
維の隙間に粉体を分散させた抄造紙を製作する。この抄
造紙を、コンポジット樹脂を介して複数枚積層し、積層
した抄造紙を加圧プレスしてコンポジット樹脂を固化
し、固化したコンポジット樹脂中に、方向性なく繊維を
分散させると共に、繊維の間に粉体を分散させる。さら
に、コンポジット樹脂で積層状態に硬化される複数枚の
抄造紙は、抄造紙の表面に対して直角に、あるいは、交
差する方向に切断して、ブレーキパッドの摩擦面を、抄
造紙の積層断面を表出させる積層断層面としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのブレーキパッドとその製
造方法を例示するものであって、本発明はブレーキパッ
ドとその製造方法を下記のものに特定しない。

【００２１】ブレーキパッドは下記のような工程で製造
される。繊維を水中でこう解する工程繊維には、天然繊維と合成繊維と化学繊維と無機繊維が
単独で、あるいはこれ等を複数種混合したものを使用す
る。天然繊維には、木材繊維、単子葉植物繊維、ジン皮
繊維、葉繊維、種毛等が使用できる。合成繊維には、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリアクリルニトリル
系、ポリビニール系、ポリプロピレン系、ポリエチレン
系、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリウ
レタン系、ポリビニールアルコール・ポリ塩化ビニル共
重合系、ポリフルオロエチレン系、フェノール系のもの
が使用できる。化学繊維にはレーヨン繊維等が使用でき
る。無機繊維にはガラス繊維、各種金属繊維、カーボン
繊維、ウィスカー、セピオライト、セラミック繊維、ロ
ックウール、ブルーサイト等が使用できる。さらに、コ
ラーゲン繊維等も使用できる。

【００２２】こう解されて水中に分散された繊維
に、粉体とバインダーを添加、混合して抄造紙の調合原
質とする工程添加される粉体は、ブレーキパッドの摩擦係数、摩耗
度、耐熱性を改善するために無機および有機の粉体が使
用される。無機の粉体には、たとえば、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、珪藻土、カオリン鉱物、バリウム鉱
物、各種金属粉、チタン鉱物、シリカ、アルミナ、グラ
ファイト、各種クレー、アタパルジャイト、ゼオライ
ト、パーライト、ベントナイト、珪石、珪砂、ドロマイ
ト、マグネサイト、クリストバライト、蝋石、セピオラ
イト、タルク、雲母、ひる石、水酸化アルミニウム、ゾ
ノトライト、ウォラストナイト等の粉体が単独または複
数種混合して使用できる。有機の粉体には、フェノール
樹脂粉体、コルク粉、カシュー粉、活性炭等が単独また
は混合して使用できる。粉体の添加量は、１００重量部
の繊維に対して、たとえば１０〜３００重量部、好まし
くは２０〜２５０重量部、さらに好ましくは３０〜２０
０重量部、最適値は８０〜１５０重量部の範囲で、用途
に適した量に調整される。

【００２３】繊維を結合して抄造紙とするバインダーに
は、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリ
アクリル酸エステル、ポリスチレンアクリル、ポリアク
リルニトリル、アルギン酸ソーダ、でんぷん、ＣＭＣ、
ゼラチン、ＰＶＡ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＭＢＲ、ウレタン
樹脂、塩化ビニル系、メラミン、尿素、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、ポリアミドポリアミンエピクロルヒ
ドリン等が、単独であるいは複数種混合して使用でき
る。バインダーの添加量は、１００重量部の繊維に対し
て、たとえば０．５〜１５０重量部、好ましくは１〜１
００重量部、さらに好ましくは２〜８０重量部、最適に
は３〜５０重量部に設定される。

【００２４】調合原質を抄造して抄造紙とする工程この工程で製造される抄造紙は、たとえば坪量を５０〜
４０００ｇ／ｍ²、好ましくは１００〜１０００ｇ／
ｍ²、さらに好ましくは２００〜７００ｇ／ｍ²の範囲で
用途に最適値に調整される。また、抄造紙の厚さは、た
とえば０．１〜２０ｍｍ、好ましくは０．２〜３．５ｍ
ｍ、さらに好ましくは０．４〜２．５ｍｍの範囲で、用
途に最適な値に調整される。薄くて坪量の小さい抄造紙
は積層枚数を多くし、厚くて坪量の大きい抄造紙は積層
枚数を少なくして所定の厚さのブレーキパッドとする。
さらに、抄造紙の積層枚数は、抄造紙を積層して成形す
るときのプレス圧力によっても調整する。プレス圧が高
いとブレーキパッドが薄くなるので、積層枚数を多くす
る。

【００２５】製造された複数枚の抄造紙を積層し、
コンポジット樹脂を介して成形してブレーキパッドのプ
リプレグを製作する工程複数枚の抄造紙をコンポジット樹脂を介して積層し、所
定の厚さにプレスしてコンポジット樹脂を硬化させ、ブ
レーキパッドのプリプレグとする。コンポジット樹脂に
加熱して硬化するタイプを使用するときは、プレス状態
で加熱してコンポジット樹脂を硬化させる。抄造紙を成
形するコンポジット樹脂には、フェノール樹脂系、アク
リル樹脂系、メラミン樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタ
ン樹脂系、塩化ビニル系の樹脂が使用できる。コンポジ
ット樹脂の添加量は、１００重量部の抄造紙に対して、
１０〜５００重量部、好ましくは２０〜４００重量部、
さらに好ましくは３０〜３００重量部の範囲に設定され
る。

【００２６】抄造紙の積層枚数は、抄造紙の厚さ及び坪
量と、積層した抄造紙のプレス圧と、製造されるブレー
キパッドの厚さとを考慮して、たとえば１０〜４０００
枚、好ましくは２０〜３５００枚、さらに好ましくは１
０００〜３０００枚の範囲で最適値に調整される。

【００２７】積層した抄造紙をプレスする圧力は、製造
されるブレーキパッドに要求される特性を考慮して、例
えば１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ²、好ましくは２００
〜８００ｋｇ／ｃｍ²、さらに好ましくは３００〜７０
０ｋｇ／ｃｍ²、最適には３５０〜６００ｋｇ／ｃｍ²の
範囲に設定される。プレス圧を強くすると、ブレーキパ
ッドの密度が高くなって、空隙率が少なくなる。プレス
圧は、ブレーキパッドに要求される空隙率とブレーキ性
能とを考慮して最適値に調整される。

【００２８】ブレーキパッドの空隙率は、たとえば体積
比で３〜４０％、好ましくは３．５〜３０％、さらに好
ましくは３．５〜２５％、最適には４〜２０％の範囲に
設定される。本明細書において空隙率とは、全体の容積
に対する空隙容積の割合を示すものである。空隙率は、
吸水させる前のブレーキパッドの重量を測定して乾燥重
量とし、ブレーキパッドを減圧下で２４時間水に浸漬し
て吸水させてウェット重量を測定し、ウェット重量と乾
燥重量との差からブレーキパッドの空隙を求めて計算し
た。すなわち、空隙率は、ウェット重量と乾燥重量の差
を、ブレーキパッド外形から計算される体積で割り、そ
の数値に１００をかけて計算した。

【００２９】抄造紙を積層して、プレスしながらコンポ
ジット樹脂で結合してプリプレグを製作するには、必ず
しも、全体の抄造紙を積層してコンポジット樹脂で結合
する必要はない。たとえば、複数枚の抄造紙を積層して
コンポジット樹脂で結合して薄いプリプレグを製作し、
得られた薄いプリプレグを複数枚積層して、コンポジッ
ト樹脂で結合して所定の厚さのプリプレグとすることも
できる。

【００３０】プリプレグを裁断してブレーキパッド
とする工程プリプレグを、図２に示すように、積層している抄造紙
の表面に対して直交する方向に切断し、あるいは、図３
に示すように、積層する抄造紙と交差する方向に切断し
て、所定の厚さのブレーキパッドとする。図３に示すよ
うに、プリプレグを抄造紙に対して傾斜する方向に裁断
したブレーキパッドは、端縁が傾斜面となるので、図４
の鎖線で示すように、これを垂直に裁断する。

【００３１】以上のようにして製造されるブレーキパッ
ドは、下記の具体的な条件で試作し、その後所定の形状
に切断してブレーキパッドに加工して、極めて優れた特
性を示した。試作したブレーキパッドは、図５と図６に
示すように金属プレート１に固定して特性を測定した。

【００３２】［実施例１］繊維に芳香族のポリアミド繊
維を使用し、粉体にカーボン粉とシリカとアルミナを使
用し、抄造紙のバインダーにはＮＢＲを使用して、前記
の、、、の工程で抄造紙を製作した。繊維の添
加量は４０重量部、バインダーの添加量は１０重量部、
カーボンの添加量は２０重量部、シリカの添加量は２０
重量部、アルミナの添加量は１０重量部とした。抄造紙
は坪量を２５０ｇ／ｍ²とした。

【００３３】この抄造紙を３０００枚積層し、抄造紙を
積層するコンポジット樹脂にはフェノール樹脂を使用
し、５００ｋｇ／ｃｍ²でプレスして厚さを１５０ｍｍ
とするブレーキパッドのプリプレグとし、これを、図２
に示すように、抄造紙に対して直交する方向に裁断して
１０ｍｍの厚さとし、さらに、その周囲を所定の形状に
切断してブレーキパッドとした。抄造紙を積層するコン
ポジット樹脂であるフェノール樹脂の添加量は、１００
重量部の抄造紙に対して１００重量部とした。試作され
たブレーキパッドの空隙率は９．４％となり、内部の空
隙は連通されて通気性があった。

【００３４】この実施例で試作したブレーキパッドを実
際に車に装着してブレーキの効きを試験した。その結
果、市販品であって優れた制動能力を有するとして市販
されているスポーツ用のブレーキパッドに比較して約３
５％も優れた制動力を示すと共に、前輪の左右のブレー
キに使用して、極めて過酷な状態で使用しても、摩耗状
態における制動力のアンバランスは確認できなかった。
耐摩耗性は、摩擦面を抄造紙の表面とする従来のブレー
キパッドに比較して改善され、さらに、現在使用されて
いるメタル製のブレーキパッドに比較してディスクに対
する攻撃性は少なく、ブレーキディスクの摩耗を少なく
できた。さらに、この実施例で試作したブレーキパッド
は、摩擦面を抄造紙の表面とする従来のブレーキパッド
と同じように、ディスクが赤熱する極めて過酷な条件で
使用しても、割れやフェードを起こすことはなく、極め
て優れた耐熱性を示した。さらに、この実施例で試作し
たブレーキパッドは、摩擦面を抄造紙の表面とする従来
のブレーキパッドに勝るとも劣らない、優れたウェット
特性を示した。

【００３５】［実施例２］繊維に木材繊維（ＮＢＫＰ）
と、普通のポリアミド繊維を使用し、粉体にカーボン粉
とシリカとアルミナを使用し、抄造紙のバインダーには
アクリル樹脂を使用して、前記の、、、の工程
で抄造紙を製作した。木材繊維の添加量は２０重量部、
バインダーの添加量は１０重量部、ポリアミド繊維の添
加量は２０重量部、カーボンの添加量は１０重量部、シ
リカの添加量は２０重量部、アルミナの添加量は２０重
量部とした。抄造紙は坪量を３３０ｇ／ｍ²とした。こ
の抄造紙を２２００枚積層し、抄造紙を積層するコンポ
ジット樹脂にはアクリル樹脂を使用し、４５０ｋｇ／ｃ
ｍ²でプレスしてプリプレグとし、これを図２に示すよ
うに、抄造紙と直交する方向に裁断して１０ｍｍの厚さ
に裁断した後、その外周を所定の形状に切断してブレー
キパッドとした。抄造紙を積層するコンポジット樹脂で
あるアクリル樹脂の添加量は、１００重量部の抄造紙に
対して１１０重量部とした。製作されたブレーキパッド
は空隙率を３５％とするものであった。

【００３６】この実施例で試作したブレーキパッドは、
市販品であって優れた制動能力を有するとして市販され
ているスポーツ用のブレーキパッドに比較して約２５％
も優れた制動力を示し、さらに、前輪の左右のブレーキ
に使用し、極めて過酷な状態で使用しても、摩耗状態に
おける制動力のアンバランスは確認できなかった。耐摩
耗性は、摩擦面を抄造紙の表面とする従来のブレーキパ
ッドに比較して改善され、さらに、現在使用されている
メタル製のブレーキパッドに比較してディスクに対する
攻撃性は少なく、ブレーキディスクの摩耗を少なくでき
た。さらに、この実施例で試作したブレーキパッドは、
実施例１のブレーキパッドと同じように、ディスクが赤
熱する極めて過酷な条件で使用しても、割れやフェード
を起こすことはなく、極めて優れた耐熱性とウェット特
性を示した。

【００３７】［実施例３］繊維に木材繊維（ＮＢＫＰ）
と、チタン酸カリウムのウイスカを使用し、粉体にカー
ボン粉とシリカとアルミナを使用し、抄造紙のバインダ
ーにはＳＢＲを使用して、前記の、、、の工程
で抄造紙を製作した。木材繊維の添加量は４０重量部、
バインダーの添加量は１０重量部、ウイスカの添加量は
１０重量部、カーボンの添加量は２０重量部、シリカの
添加量は１０重量部、アルミナの添加量は１０重量部と
した。抄造紙は坪量を４５０ｇ／ｍ²とした。この抄造
紙を１２００枚積層し、抄造紙のコンポジット樹脂には
メラミン樹脂を使用し、５５０ｋｇ／ｃｍ²でプレスし
てプリプレグとし、これを、図３に示すように、抄造紙
に対して約４５度に傾斜する方向に裁断して１０ｍｍの
厚さとし、さらに、その周囲を所定の形状に切断してブ
レーキパッドとした。抄造紙を積層するコンポジット樹
脂であるメラミン樹脂の添加量は、１００重量部の抄造
紙に対して８０重量部とした。製作されたブレーキパッ
ドは空隙率を９．０％とするものであった。

【００３８】この実施例で試作したブレーキパッドは、
実施例１で試作したブレーキパッドと同じように、前輪
の左右のブレーキに使用して、極めて過酷な状態で使用
しても、摩耗状態における制動力のアンバランスは確認
できなかった。さらに、極めて優れた制動能力、耐摩耗
性、耐熱性、ウェット特性を示した。

【００３９】［実施例４］繊維に木材繊維（ＮＢＫＰ）
を使用し、粉体にシリカとアルミナとベンガラとを使用
し、抄造紙のコンポジット樹脂にはポリアクリルアミド
を使用して、前記の、、、の工程で抄造紙を製
作した。木材繊維の添加量は５５重量部、バインダーの
添加量は５重量部、シリカの添加量は１０重量部、アル
ミナの添加量は２０重量部、ベンガラの添加量は１０重
量部とした。抄造紙は坪量を５００ｇ／ｍ²とした。こ
の抄造紙を１０００枚積層し、抄造紙のコンポジット樹
脂にはウレタン樹脂を使用し、６００ｋｇ／ｃｍ²でプ
レスしてプリプレグとし、これを、図３に示すように、
抄造紙に対して約４５度に傾斜する方向に裁断して１０
ｍｍの厚さとし、さらに、その周囲を所定の形状に切断
してブレーキパッドとした。抄造紙を積層するコンポジ
ット樹脂であるウレタン樹脂の添加量は、１００重量部
の抄造紙に対して８０重量部とした。製作されたブレー
キパッドは空隙率を８．０％とするものであった。この
実施例で試作したブレーキパッドも、実施例１で試作し
たブレーキパッドと同じように、前輪の左右のブレーキ
に使用して、極めて過酷な状態で使用しても、摩耗状態
における制動力のアンバランスは確認できなかった。さ
らに、極めて優れた制動能力、耐摩耗性、耐熱性、ウェ
ット特性を示した。

【００４０】［実施例５］繊維にガラス繊維と木材繊維
を使用し、粉体にシリカとアルミナとベンガラとを使用
し、抄造紙のコンポジット樹脂にはポリスチレンアクリ
ルを使用して、前記の、、、の工程で抄造紙を
製作した。ガラス繊維の添加量は３０重量部、バインダ
ーの添加量は１０重量部、木材繊維の添加量は２０重量
部、シリカの添加量は１０重量部、アルミナの添加量は
２０重量部、ベンガラの添加量は１０重量部とした。抄
造紙は坪量を３５０ｇ／ｍ²とした。この抄造紙を１５
００枚積層し、抄造紙のコンポジット樹脂にはエポキシ
樹脂を使用し、６００ｋｇ／ｃｍ²でプレスしてプリプ
レグとし、これを図３に示すように、抄造紙に対して約
４５度に傾斜する方向に裁断して１０ｍｍの厚さとし、
さらに、その周囲を所定の形状に切断してブレーキパッ
ドとした。抄造紙を積層するコンポジット樹脂であるエ
ポキシ樹脂の添加量は、１００重量部の抄造紙に対して
１００重量部とした。製作されたブレーキパッドは空隙
率を１３．０％とするものであった。

【００４１】この実施例で試作したブレーキパッドは、
実施例１で試作したブレーキパッドと同じように、前輪
の左右のブレーキに使用して、極めて過酷な状態で使用
しても、摩耗状態における制動力のアンバランスは確認
できなかった。さらに、極めて優れた制動能力、耐摩耗
性、耐熱性、ウェット特性を示した。

【００４２】［実施例６］繊維に金属繊維と芳香族ポリ
アミド繊維を使用し、粉体にカーボンとシリカとアルミ
ナとベンガラとを使用し、抄造紙のコンポジット樹脂に
はウレタン樹脂を使用して、前記の、、、の工
程で抄造紙を製作した。金属繊維の添加量は３０重量
部、芳香族ポリアミド繊維の添加量は２０重量部、バイ
ンダーの添加量は１０重量部、カーボンの添加量は１０
重量部、シリカの添加量は１０重量部、アルミナの添加
量は１０重量部、ベンガラの添加量は１０重量部とし
た。抄造紙は坪量を４５０ｇ／ｍ²とした。この抄造紙
を１２００枚積層し、抄造紙のコンポジット樹脂にはエ
ポキシ樹脂を使用し、５５０ｋｇ／ｃｍ²でプレスして
プリプレグとし、これを、図３に示すように、抄造紙に
対して約４５度に傾斜する方向に裁断して１０ｍｍの厚
さとし、さらに、その周囲を所定の形状に切断してブレ
ーキパッドとした。抄造紙を積層するコンポジット樹脂
であるエポキシ樹脂の添加量は、１００重量部の抄造紙
に対して１００重量部とした。製作されたブレーキパッ
ドは空隙率を３．０％とするものであった。

【００４３】この実施例で試作したブレーキパッドは、
実施例１で試作したブレーキパッドと同じように、前輪
の左右のブレーキに使用して、極めて過酷な状態で使用
しても、摩耗状態における制動力のアンバランスは確認
できなかった。さらに、極めて優れた制動能力、耐摩耗
性、耐熱性、ウェット特性を示した。

【００４４】［実施例７］繊維にカーボン繊維と木材繊
維と芳香族ポリアミド繊維を使用し、粉体にカーボンと
シリカとアルミナとベンガラとを使用し、抄造紙のコン
ポジット樹脂にはエポキシ樹脂を使用して、前記の、
、、の工程で抄造紙を製作した。カーボン繊維の
添加量は２０重量部、木材繊維の添加量は１０重量部、
バインダーの添加量は１０重量部、芳香族ポリアミド繊
維の添加量は２０重量部、カーボンの添加量は１０重量
部、シリカの添加量は１０重量部、アルミナの添加量は
１０重量部、ベンガラの添加量は１０重量部とした。抄
造紙は坪量を５５０ｇ／ｍ²とした。この抄造紙を２０
０枚積層し、抄造紙のコンポジット樹脂にはエポキシ樹
脂を使用し、５５０ｋｇ／ｃｍ²でプレスして薄いプリ
プレグとし、これを５枚積層して、コンポジット樹脂で
あるエポキシ樹脂を使用してプレス状態で結合してプリ
プレグとし、得られたプリプレグを、図２に示すよう
に、抄造紙に対して直角方向に裁断して１０ｍｍの厚さ
とし、さらに、その周囲を所定の形状に切断してブレー
キパッドとした。抄造紙を積層するコンポジット樹脂で
あるエポキシ樹脂の添加量は、１００重量部の抄造紙に
対して１２０重量部とした。製作されたブレーキパッド
は空隙率を１１．０％とするものであった。

【００４５】この実施例で試作したブレーキパッドは、
実施例１で試作したブレーキパッドと同じように、前輪
の左右のブレーキに使用して、極めて過酷な状態で使用
しても、摩耗状態における制動力のアンバランスは確認
できなかった。さらに、極めて優れた制動能力、耐摩耗
性、耐熱性、ウェット特性を示した。

【００４６】

【発明の効果】本発明のブレーキパッドの製造方法と、
この方法で製造されたブレーキパッドは、常に均一な制
動力があって、摩耗状態による制動力のアンバランスを
極減できる特長がある。それは、本発明のブレーキパッ
ドとその製造方法が、ブレーキのディスクに押圧される
摩擦面に対して直交するように、あるいは傾斜するよう
に複数枚の抄造紙を積層しているからである。この状態
で抄造紙を積層して固化しているブレーキパッドは、摩
擦面を、抄造紙の積層断面を表出させる積層断層面とし
ているので、ブレーキパッドが摩耗しても、積層する抄
造紙の境界が広い面積で表出することがない。このた
め、積層している抄造紙と抄造紙との間で、制動力が低
下することがなく、常に均一な制動力を実現する。した
がって、種々の環境で使用されて、ブレーキパッドの制
動力のアンバランスを解消して、安全に走行できる特長
を実現する。

【００４７】さらに、本発明のブレーキパッドは、摩擦
面を抄造紙の積層断面を表出させる積層断層面としてい
るので、摩擦面には抄造紙の繊維の切断端面が表出す
る。抄造紙は、抄紙工程において、繊維を方向性なく集
合させてシート状にしている。ただ、この工程で集合さ
れる繊維は、立体的には方向性なく集合されない。繊維
は、抄造紙の表面と平行な面内に位置して集合される。
したがって、抄造紙を積層して、抄造紙の表面を摩擦面
とすると、抄造紙の繊維は摩擦面と平行な面内に位置し
ている。これに対して、本発明のブレーキパッドは、摩
擦面を、抄造紙の表面とするのではなくて、抄造紙を積
層断面を表出させる積層断層面とする。抄造紙の積層断
面を表出させる積層断層面は、抄造紙を構成する繊維の
切断端縁を表出させている。このため、本発明のブレー
キパッドは、内部に埋設している繊維の切断端縁を、摩
擦面に表出させる。この構造は、繊維を摩擦面と平行な
姿勢で埋設する従来のブレーキパッドに比較して制動力
を大きくして、ブレーキのききを改善できる。

【００４８】さらに、本発明のブレーキパッドは、抄造
紙を積層してコンポジット樹脂で結合して、摩擦面を抄
造紙の積層断面を表出させる積層断層面としているの
で、抄造紙の境界面における制動力の変動を解消でき、
さらに、ブレーキパッド全体の制動力の変動も少なくで
きる。それは、均質な抄造紙を積層してブレーキパッド
としているからである。このため、本発明のブレーキパ
ッドは、装着してから薄く摩耗するまで、安定して優れ
た制動力を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明者が先に開発したブレーキパッドの側面
図

【図２】本発明の実施例のブレーキパッドの製造方法を
示す側面図

【図３】本発明の他の実施例のブレーキパッドの製造方
法を示す側面図

【図４】図３に示す方法で製造されたブレーキパッドの
端縁を裁断する状態を示す拡大側面図

【図５】図２に示す方法で製造されたブレーキパッドを
金属プレートに固定した状態を示す側面図

【図６】図４に示すブレーキパッドを金属プレートに固
定した状態を示す側面図

【符号の説明】

１…金属プレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維と粉体とを湿式で抄造してなるシー
ト状の抄造紙が複数枚積層され、積層された抄造紙はコ
ンポジット樹脂で成形されており、コンポジット樹脂に
埋設される繊維の間に空隙があって多孔質となってお
り、多孔質な空隙が互いに連通されて通気性を有するブ
レーキパッドにおいて、複数枚の抄造紙が、ブレーキのディスクに押圧される摩
擦面に対して直交するように、あるいは傾斜するように
積層されてコンポジット樹脂で接合されており、摩擦面
を、抄造紙の積層断面を表出させる積層断層面としてい
ることを特徴とするブレーキパッド。
【請求項２】繊維と粉体とを液体中に分散し、繊維と
粉体とが分散された分散液を湿式でシート状に抄造して
繊維の隙間に粉体を分散させた抄造紙を製作し、この抄
造紙をコンポジット樹脂を介して複数枚積層し、積層し
た抄造紙を加圧プレスしてコンポジット樹脂を固化さ
せ、固化したコンポジット樹脂中に、方向性なく繊維を
分散させると共に、繊維の間に粉体を分散させるブレー
キパッドの製造方法において、コンポジット樹脂で積層状態に硬化された複数枚の抄造
紙を、抄造紙の表面に対して直角に、あるいは、交差す
る方向に切断して、ブレーキパッドの摩擦面を、抄造紙
の積層断面を表出させる積層断層面とすることを特徴と
するブレーキパッドの製造方法。