【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〉
本発明はレジン粒入摩擦材に関し、更に詳細には車両の
ドラムブレーキやディスクブレーキに使用されるレジン
粒入摩擦材に関する．
（従来の技術〉
従来から車両のドラムブレーキやディスクブレーキに使
用される摩擦材としては、金属粉、無機充填材、有機充
填材、結合材等が混合されているライニング材から成る
ライニング層と金属製のプレート（以下、プレートと称
することがある〉とが一体に結着されている摩擦材が汎
用されている．かかる摩擦材は、プレートに結着されて
いるライニング層面が車両の制動時にドラムブレーキや
ディスクブレーキのドラムやディスクと接触する，しか
し、この様な従来の摩擦材を用いたブレーキにおいては
、制動力が不安定となるフェード現象が発生ずることが
ある．
この現象は、高速走行時のブレーキ操作等に因る摩擦熱
がライニング層内に蓄積されることによって，Ｒ１ｍ材
の摩擦係数が著しく低下するためである，
かかる熱に因る摩擦材の摩擦係数の大幅な低下を防止し
て耐フェード性を向上するため、特開昭５９−７４１７
９号公報には、粒状銅鉛合金が配合されているライニン
グ層から戒る摩擦材が提案されている．
（発明が解決しようとする課題）
前記公報において提案されている摩擦材は、気孔率を従
来の摩擦材に比較して高くずることができ、摩擦熱等の
熱をライニング層から速やかに除去することができるた
め、摩擦材の摩擦係数が著しく低下することがなく耐フ
ェード性を向上させることができる．
しかしながら、この摩擦材を用いるブレーキは、そのブ
レーキ操作時のブレーキ音が大きくなる欠点を有してお
り、前記ブレーキ音を小さくすることが求められている
，
また、摩擦材に用いられている結合材としては、一般的
に、粉状又は繊維状の熱硬化性レジンが採用され、第７
図に示す様に、ライニング層の予備戒形工程を必要とし
製造工程が複雑化しているため、製造工程の簡略化、特
に予備戒形工程の簡略化が望まれている．
そこで、本発明の目的は、耐フェード性の向上を図りつ
つブレーキ音を可及的に小さくすることができ，且つ摩
擦材の製造工程において、ライニング層の予備成形工程
を省略可能の摩擦材を提供するにある．
《諜題を解決するための手段〉
本発明者等は、粒状銅鉛合金が配合されているライニン
グ層から成る摩擦材において、ブレーキ音が大きくなる
原因は粒状銅鉛合金が外部から加えられる応力に対して
剛体であるためと考え、外部応力に対して変形可能であ
る粒状樹脂を種々配合して耐フェード性等を検討した．
その結果、通常、結合材として使用されている熱硬化性
レジンを粒状にしてライニング材中に配合して得られる
摩擦材は、耐フェード性及びブレーキ操作音を小さくす
ることができ、且つライニング層の予備成形工程を省略
できることを知り、本発明にエリ達した．
即ち、本発明は、金属製プレートと熱硬化性レジンを含
むライニング層とが一体に結着されている摩擦材におい
て、該熱硬化性レジンが粒状体であり、且つ前記粒状体
がライニング層内に略均一に分散されていることを特徴
とずるレジン粒入摩擦材にある．
（作用》
本発明のレジン粒入摩擦材によれば、従来の摩擦材に比
較して気孔率を大きくすることができ、摩擦熱等によっ
て発生する熱をライニング層内から速やかに排出するこ
とができるため、熱の蓄積に因る摩擦材の摩擦係数が著
しく低下することなく耐フェード性を向上することがで
きる．しかもブレーキ操作時に加えられる応力に対して
もレジンの粒状体がクッションとなるため、ブレーキ操
作音も小さくすることができる．また，Ｒ１擦材の製造
工程においても、レジンが粒状体であって、容易に飛敗
することがないため、ライニング層を予備成形すること
なく直接熱・加圧成形することができ、製造工程を簡略
化することができる．
（実施例〉
本発明を図面によって更に詳細に説明する．第１図（ａ
）は本発明の一実施例を示す正面図であって、ライニン
グ層１がプレート２に結着されている摩擦材を示す．
かかる摩擦材の断面図を第１図（ｂ）に示す．第１図（
ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ面における断面図であっ
て、プレート２に設けられている２個の員通孔４、４の
各々には、ライニング層ｌの一部が侵入してライニング
層１とプレート２とは強固に結着されている．
このライニング層ｌには、鉄、銅等の金属粉、アラミド
繊維等の有機充填材、黒鉛、酸化アンチモン等の無機化
合物、硫酸バリウム等の無機充填材等が配合され均一に
混合されている．これら配合材の粒子を肉眼で識別する
ことはできない．この様なライニング層１には、粒径０
．５〜３■の熱硬化性レジンから成る粒状体（以下、レ
ジン粒と称することがある）３、３・・・が略均一に分
散されている．
かかる第１図に示す摩擦材は、第２図に示す工程によっ
てＷ造ずることができる．
先ず、金属製プレートに貫通孔４、４を穿孔し、かかる
プレートに各種の表面処理を施した後、乾燥を施す．
この表面処理工程には、プレートを脱脂する脱脂工程、
プレート面に向けて粒状物を噴射し、ライニング層とプ
レートとの接着強度を高めるためのショット加工工程、
ライニング層とプレートとを接着する熱硬化性接着剤を
プレート面に塗布する接着剤塗布工程が含まれる．
この様なプレートの加工工程とは別に、ライニング層を
形成するライニング材の混合及び計量がなされている．
本実施例におけるライニング材としては、金属粉として
の鉄、銅、無機化合物としての黒鉛、酸化アンチモン、
有機充填材としてのアラミド繊維、無機允填材としての
硫酸バリウム、及び粒径０．５〜３ｍｌ程度のフェノー
ルレジンから或るレジン粒が使用されている．
尚、フェノールレジンとしては、ノボラック系フェノー
ルレジン、レゾール系フェノールレジン等を挙げること
ができる．
この様に加工されたプレートと原料が混合・軽量された
ライニング材とを加熱・加圧成型して結着させる．
かかる加熱・加圧戒型は、第３図に示す装置を用いるこ
とによって容易に行うことができる．この装置は、押型
６、上型７、及び下型８によって横成され、下型８には
凸部５が設けられている．
この装置を用いて加熱・加圧戒型するには、下型８の凸
部５にプレート２の貫通孔３を嵌合させるようにプレー
ト２を下型８上にセットする．尚、凹部５の先端が貫通
孔３の中間程度の位置にあるように調整する．
更に、プレート２上に上型７をセットし、予め混合・計
量されているライニング材をプレート２と上型７とによ
って形成される型中に充填する．次いで、押型６によっ
て充填したライニング材を加圧しつつ加熱することによ
って、ライニング材の一部が貫通孔４、４中に侵入して
ライニング層１とプレート２とが結着されると共に、ラ
イニングＷ１１内のフェノールレジン粒休がライニング
材同志を強固に結合させる．
加熱・加圧戒形する際の加熱温度としては、従来の摩擦
材成形の際に採用されている加熱温度の１６０〜１７０
℃よりも低温である８０〜１２０℃の温度を採用するこ
とができる．かかる低温成形によって、配合した大部分
のレジン粒が配合時の粒径を保ちうつライニング材同志
を強固に結合させることができる．
また、下型８の凸部５は、加熱・加圧の際に、プレート
２の貫通孔３上のライニング層１を構成するライニング
材の充填密度を著しく高め、貫通孔３からの水分侵入を
防止する効果を高めることができる．
本実施例においては、この様に加熱・加圧成型して得ら
れる摩擦材の結着をより一層完全なものにずべく、１８
０〜２３０℃程度に保持されている熱風炉で９時間程焼
成した後、摩擦材はライニング層１の表面を研磨する平
研磨加工、塗装等の後加工工程を経て製品とする．
かかる熱処理温度においても、配合したレジン粒は熱硬
化性レジンから成るため、熱処理によって一部が流動化
してライニング材同志を結着させるが、熱処理後のレジ
ン粒の粒径は配合時の粒径と略同程度である．
この様にして得られるｌＪ棒材の気孔率は１７〜２５％
であり、気孔率が５〜ｌ５％程度の従来の摩擦材よりも
大きいものである．
かかる本実施例の摩擦材（実施ｆＭ）と従来の摩擦材（
比較例）とについて回転円板に摩擦材を押圧して摩擦材
の摩擦係数〈μ）を測定する際に、回転円板の回転数を
変更して調査した結果を第４図に示す．第４図において
は、回転円板の回転数を速度（ｓｔ＋ｓ／ＩＩＲ）に変
換して示した．尚、従来の摩擦材としては、本実施例に
おいて用いるレジン粒に代えてレジン粉体を採用して第
７図に示す製造工程で製造し、加熱・加圧成形の加熱温
度を１６０〜１７０℃とした他は本実施例と同様にして
得られたものである．
第４図から明らかな様に、本実施例の摩擦材は従来の摩
擦材に比較して、低速下における摩擦係数《μ）に対す
る高速下における摩擦係数（μ〉の低下割合が小さく安
定しており、耐フェード性を向上させることができるも
のである．これは、本実施例の摩擦材においては、摩擦
材と回転円板との接触する際に、発生する摩擦熱がライ
ニング層１の気孔を介して外部に速やかに排出され、ラ
イニング層１内に熱が蓄積され難いためである．
また、本実施例の摩擦材は、従来の摩擦材に比較して、
回転円板と接触して回転円板を制動する際の制動音も小
さい．本実施例の摩擦材のライニング層内に分散されて
いるレジン粒３が外部からの応力に対してクッションの
役目を奏するためと推察される．
以上に述べてきた本実施例の摩擦材は、プレート２の貝
通孔４、４にライニング層１の一部が侵入しつつライニ
ング層ｌとプレート２とが結着しているものであるが、
ライニング層ｌの気孔率が大きいため、摩擦材の使用中
に貫通孔４、４から水分がライニング層１内に侵入・蓄
積して錆等を発生させ、ライニング層ｌとプレート２と
の剪断剥離強度を低下させるおそれがある．
このため、第５図又は第６図（ａ）に示す様に、プレー
ト２の貫通孔４、４を非透水性樹脂を主たる成分とする
非透水性層９、１９で実質的に巾塞していることが貫通
孔４、４を介してライニング層１内への水分の侵入・蓄
積を防止し錆の発生を防止することができる．
尚、ライニング層１のブレーキドラム等と接触する面か
らの水分は、ブレーキ操作時の摩擦熱等の熱によって容
易に蒸発してライニング層１内に蓄積することがない．
かかる第５図に示す摩擦材は、摩擦材の製造工程の加熱
・加圧工程において、ライニング材中に配合されている
熱硬化性レジンの粒状体と同一レジンから成る塊状体く
例えば球状体〉の一部を，プレート２の貫通孔４、４の
各々に嵌入させてから予め混合・計量されているライニ
ング材を上型７とプレート２とによって形戒されている
型に充填し、次いで加熱・加圧成形することによって得
ることができる．
また、前記塊状体の代えて第６図（ｂ）に示す帽子状成
形体２０を用いることによって第６図（ａ）に示す摩擦
材を得ることができる．かかる摩擦材を製造する際には
、帽子状或形体２０の凸部先端部の一部をプレート２の
貝通孔４、４に嵌人させて加熱・加圧成形を行う．
第５〜６図に示す非透水層９、ｌ９を形成するためにプ
レート２の貫通孔４、４に嵌入する塊状体又は防止状成
形体２０は、レジンが４０ｗｔ％以上含有されているこ
とが、プレート２の貫通孔４、４を容易に閉塞すること
ができる．この様にして得られる摩擦材は、プレート２
の貝通孔４、４が非透水性樹脂から成る非透水性層９、
１９によって実質的に閉塞されつつライニングＪＷＩと
プレート２とが一体に強固に結着され、且つライニング
層１内にはレジン粒３が分散されているものである．
かかる摩擦材は、第１図に示す摩擦材と同様に、耐フェ
ード性を向上することができ且つブレーキ操作音を小さ
くことができると共に、使用中に摩擦材の剪断剥離強度
が低下する懸念も解消することができる．
〈発明の効果〉
本発明のレジン粒入摩擦材によれば、耐フェード性を向
上させつつブレーキ操作音を低下することができるため
、自動車用ブレーキの摩擦材に最適である．
しかも、製造工程の一部を省略することができるため、
製造コストも低減させることができる．DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a friction material containing resin particles, and more particularly to a friction material containing resin particles used for drum brakes and disc brakes of vehicles. (Prior art) 〉 Friction materials conventionally used in vehicle drum brakes and disc brakes include a lining layer made of a lining material mixed with metal powder, inorganic filler, organic filler, binder, etc., and a metal plate ( A friction material in which a plate (hereinafter sometimes referred to as a plate) is integrally bonded is commonly used.In such a friction material, the surface of the lining layer bonded to the plate is applied to a drum brake or disc brake when braking a vehicle. However, in brakes that use such conventional friction materials, a fade phenomenon may occur that makes the braking force unstable. This phenomenon occurs when the brake is operated at high speeds. This is because the friction coefficient of the R1m material decreases significantly due to the accumulation of frictional heat in the lining layer. In order to improve the
Publication No. 9 proposes a friction material with a lining layer containing a granular copper-lead alloy. (Problems to be Solved by the Invention) The friction material proposed in the above publication can have a higher porosity than conventional friction materials, and can quickly remove heat such as frictional heat from the lining layer. Therefore, the friction coefficient of the friction material does not decrease significantly and the fade resistance can be improved. However, brakes using this friction material have the disadvantage that the brake noise increases when the brake is operated, and there is a need to reduce the brake noise. Generally, powdered or fibrous thermosetting resin is used as the material.
As shown in the figure, the manufacturing process is complicated because it requires a preliminary forming process for the lining layer, so it is desired to simplify the manufacturing process, especially the preliminary forming process. Therefore, an object of the present invention is to provide a friction material that can reduce brake noise as much as possible while improving fade resistance, and that can omit the preforming process of the lining layer in the manufacturing process of the friction material. It is to provide. <Means for Solving the Problem> The present inventors have discovered that the cause of increased brake noise in a friction material consisting of a lining layer containing a granular copper-lead alloy is the stress applied to the granular copper-lead alloy from the outside. Considering that this is due to the fact that it is a rigid body, we mixed various granular resins that can be deformed in response to external stress and investigated the fade resistance. As a result, a friction material obtained by granulating a thermosetting resin, which is normally used as a binder, and blending it into a lining material, has excellent fade resistance and reduces brake operation noise, and can be used in a lining layer. After discovering that the preforming process can be omitted, the present invention was developed. That is, the present invention provides a friction material in which a metal plate and a lining layer containing a thermosetting resin are bonded together, in which the thermosetting resin is in the form of granules, and the granules are in the lining layer. Friction materials containing resin particles are characterized by having resin particles dispersed almost uniformly in the resin particles. (Function) According to the friction material containing resin particles of the present invention, the porosity can be increased compared to conventional friction materials, and the heat generated by frictional heat etc. can be quickly discharged from within the lining layer. As a result, the fade resistance can be improved without significantly reducing the friction coefficient of the friction material due to heat accumulation.Moreover, the resin granules act as a cushion against the stress applied during brake operation. In addition, in the manufacturing process of R1 friction material, the resin is in the form of granules and does not easily break off, so the lining layer can be heated directly without preforming. - Can be pressure-molded and the manufacturing process can be simplified. (Example) The present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
) is a front view showing an embodiment of the present invention, showing a friction material in which a lining layer 1 is bonded to a plate 2. A cross-sectional view of such a friction material is shown in Figure 1(b). Figure 1 (
b) is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. The lining layer 1 and the plate 2 are firmly bonded together by the penetration. This lining layer l contains metal powders such as iron and copper, organic fillers such as aramid fibers, inorganic compounds such as graphite and antimony oxide, and inorganic fillers such as barium sulfate, etc., and are mixed uniformly. The particles of these compounded materials cannot be identified with the naked eye. In such a lining layer 1, grain size 0
．． 5-3 granules (hereinafter sometimes referred to as resin granules) made of thermosetting resin 3, 3, . . . are almost uniformly dispersed. The friction material shown in FIG. 1 can be manufactured by W through the process shown in FIG. First, through holes 4, 4 are bored in a metal plate, and after various surface treatments are applied to the plate, it is dried. This surface treatment process includes a degreasing process to degrease the plate;
A shot processing process that injects granules toward the plate surface to increase the adhesive strength between the lining layer and the plate.
This includes an adhesive application process in which a thermosetting adhesive is applied to the plate surface to bond the lining layer and plate. Separate from this plate processing process, the lining materials that form the lining layer are mixed and measured. The lining materials in this example include iron and copper as metal powders, graphite as inorganic compounds, antimony oxide,
Aramid fibers are used as an organic filler, barium sulfate is used as an inorganic filler, and phenol resin particles with a particle size of about 0.5 to 3 ml are used. Incidentally, examples of the phenol resin include novolac-based phenol resin, resol-based phenol resin, and the like. The plate processed in this way and the lightweight lining material mixed with raw materials are bonded together by heating and pressure molding. Such heating and pressurization can be easily carried out using the apparatus shown in FIG. This device is made up of a pressing die 6, an upper die 7, and a lower die 8, and the lower die 8 is provided with a convex portion 5. To perform heating and pressurizing molding using this device, the plate 2 is set on the lower mold 8 so that the convex portion 5 of the lower mold 8 fits into the through hole 3 of the plate 2. The tip of the recess 5 should be adjusted so that it is approximately in the middle of the through hole 3. Furthermore, the upper mold 7 is set on the plate 2, and the lining material that has been mixed and measured in advance is filled into the mold formed by the plate 2 and the upper mold 7. Next, by pressurizing and heating the lining material filled with the press die 6, a part of the lining material enters the through holes 4, 4, and the lining layer 1 and the plate 2 are bonded, and the lining W11 The phenol resin grains inside firmly bond the lining materials together. The heating temperature during heating and pressurization is 160 to 170, which is the heating temperature used in conventional friction material molding.
A temperature of 80 to 120°C, which is lower than 0°C, can be used. This low-temperature molding allows most of the blended resin particles to maintain the particle size at the time of blending, and allows the depression lining materials to be firmly bonded to each other. In addition, the convex portion 5 of the lower die 8 significantly increases the packing density of the lining material constituting the lining layer 1 on the through hole 3 of the plate 2 during heating and pressurization, and prevents moisture from entering through the through hole 3. The prevention effect can be increased. In this example, in order to further perfect the binding of the friction material obtained by heating and pressure molding,
After firing in a hot air oven maintained at about 0 to 230°C for about 9 hours, the friction material is made into a product through post-processing steps such as flat polishing and painting, which polishes the surface of the lining layer 1. Even at such heat treatment temperatures, the blended resin particles are made of thermosetting resin, so some of them become fluidized by the heat treatment and bind the lining materials together, but the particle size of the resin particles after heat treatment is the same as the particle size at the time of compounding. It is about the same level as . The porosity of the lJ bar obtained in this way is 17-25%.
The porosity is larger than that of conventional friction materials, which have a porosity of about 5 to 15%. The friction material of this example (implementation fM) and the conventional friction material (
Figure 4 shows the results obtained by changing the number of rotations of the rotating disk when measuring the friction coefficient (μ) of the friction material by pressing the friction material against the rotating disk (comparative example). In Fig. 4, the number of rotations of the rotating disk is converted into speed (st+s/IIR). As a conventional friction material, resin powder was used instead of the resin particles used in this example, and it was manufactured by the manufacturing process shown in FIG. This was obtained in the same manner as in this example except that. As is clear from Fig. 4, the friction material of this example has a smaller and more stable reduction ratio of the friction coefficient (μ) at high speeds than the friction coefficient (μ) at low speeds compared to the conventional friction materials. This is because in the friction material of this example, the frictional heat generated when the friction material contacts the rotating disk is absorbed into the pores of the lining layer 1. This is because heat is quickly discharged to the outside via
The braking noise when braking the rotating disk by contacting it is also low. It is presumed that this is because the resin particles 3 dispersed within the lining layer of the friction material in this example play the role of a cushion against external stress. In the friction material of the present embodiment described above, a part of the lining layer 1 enters the shell holes 4, 4 of the plate 2, and the lining layer 1 and the plate 2 are bonded together. ,
Since the porosity of the lining layer 1 is large, moisture enters and accumulates in the lining layer 1 through the through holes 4 and 4 during use of the friction material, causing rust, etc., and shear separation between the lining layer 1 and the plate 2. There is a risk of reducing strength. For this reason, as shown in FIG. 5 or FIG. 6(a), the through holes 4, 4 of the plate 2 are substantially covered with water-impermeable layers 9, 19 whose main component is water-impermeable resin. This can prevent moisture from entering and accumulating in the lining layer 1 through the through holes 4, 4, and can prevent rust from occurring. It should be noted that moisture from the surface of the lining layer 1 that comes into contact with the brake drum etc. is easily evaporated by heat such as frictional heat during brake operation and does not accumulate in the lining layer 1. The friction material shown in FIG. 5 is formed into a lumpy body, e.g., a spherical body, made of the same resin as the thermosetting resin granules contained in the lining material, in the heating and pressurizing process of the friction material manufacturing process. A portion of the lining material is inserted into each of the through holes 4, 4 of the plate 2, and the lining material that has been mixed and measured in advance is filled into the mold defined by the upper mold 7 and the plate 2, and then heated.・Can be obtained by pressure molding. Further, by using a hat-shaped molded body 20 shown in FIG. 6(b) in place of the aforementioned lump, the friction material shown in FIG. 6(a) can be obtained. When manufacturing such a friction material, a part of the tip of the convex part of the cap-shaped body 20 is fitted into the shell holes 4, 4 of the plate 2, and then heat and pressure molding is performed. The block or preventive molded body 20 that is fitted into the through holes 4 and 4 of the plate 2 to form the water-impermeable layers 9 and 19 shown in FIGS. 5 and 6 may contain 40 wt% or more of resin. , the through holes 4, 4 of the plate 2 can be easily closed. The friction material obtained in this way is plate 2
an impermeable layer 9 in which the shell holes 4 and 4 are made of an impermeable resin;
The lining JWI and the plate 2 are firmly bonded together while being substantially closed by the lining layer 1, and the resin grains 3 are dispersed within the lining layer 1. Similar to the friction material shown in FIG. 1, such a friction material can improve fade resistance and reduce brake operation noise, and there is no concern that the shear peel strength of the friction material will decrease during use. It can be resolved. <Effects of the Invention> The resin granule-containing friction material of the present invention can reduce brake operation noise while improving fade resistance, making it ideal for use as a friction material for automobile brakes. Moreover, it is possible to omit part of the manufacturing process,
Manufacturing costs can also be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の一実施例を示す正面図と断面図、第２
図は第Ｆ図の摩擦材を製造するための製造工程をしめず
工程図、第３図は第２図に示す加熱・加圧成形の際に使
用する装置の断面図、第４図は摩擦材の摩擦係数（μ）
と摩擦材によって制動される回転円板の速度との関係を
示すグラフ、第５〜６図は他の実施例を示す断面図、及
び第７図は従来の摩擦材の製造工程を示す工程図を各々
示す．
図において
１・・・ライニング層、２・・・プレート、３．・，レ
ジン粒状体、４・・・貫通孔．（．）
１″
（ｂ）
第
ｌ
図
−１８５−
５０
第
４
図
１００
速度（ Ｋｍ ／ ＨＲ ）
１５０
（ｂ）
第
図
第
図
第
７
図
金属製ブレ
ト
ライニング層Fig. 1 is a front view and a sectional view showing one embodiment of the present invention, and Fig.
The figure is a process diagram showing the manufacturing process for manufacturing the friction material shown in Figure F, Figure 3 is a sectional view of the equipment used in the heating and pressure forming shown in Figure 2, and Figure 4 is a friction material Material friction coefficient (μ)
Graph showing the relationship between the speed and the speed of the rotating disk braked by the friction material, Figures 5 and 6 are cross-sectional views showing other embodiments, and Figure 7 is a process diagram showing the manufacturing process of the conventional friction material. are shown respectively. In the figure, 1... lining layer, 2... plate, 3.・, Resin granules, 4... Through holes. (.) 1'' (b) Fig. 185-50 Fig. 4 100 Speed (Km/HR) 150 (b) Fig. 7 Metal bullet lining layer