JP2003001659A - 摩擦材の製造方法及び熱成形用金型 - Google Patents

摩擦材の製造方法及び熱成形用金型

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JP2003001659A
JP2003001659A JP2001192943A JP2001192943A JP2003001659A JP 2003001659 A JP2003001659 A JP 2003001659A JP 2001192943 A JP2001192943 A JP 2001192943A JP 2001192943 A JP2001192943 A JP 2001192943A JP 2003001659 A JP2003001659 A JP 2003001659A
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friction material
mold
thermoforming
friction
gas
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Mitsuo Sato
光夫 佐藤
Akira Tsunoda
明 角田
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Akebono Brake Industry Co Ltd
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Akebono Brake Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒビやフクレが発生し難い摩擦材の製造方
法、及びそのための熱成形用の金型を提供する。 【解決手段】 摩擦材原料とプレッシャープレートと
を、熱成形用金型内で熱成形処理をして成形体を得る摩
擦材の製造方法において、熱成形工程中に摩擦材原料混
合物中の結合材の熱硬化反応により発生するガスを、熱
成形用金型の下型又は上型表面の凸部に設けたガス抜き
孔から排出する摩擦面に凹凸を有する摩擦材の製造方
法。上型、中型及び下型からなる熱成形用金型であっ
て、摩擦材の摩擦面と接する下型又は上型の面に凸部を
有し、この凸部にガス抜き孔を設けた摩擦材の熱成形用
金型。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦材の製造方法
及びその製造方法に用いる熱成形用金型に関するもので
あり、特に産業機械、鉄道車両、荷物車両、乗用車など
に用いられる摩擦材の製造方法及びそれに用いる熱成形
用金型に関するものであり、より具体的には前記の用途
に使用されるブレーキパッド、ブレーキライニング、ク
ラッチフェーシング等の製造方法及びそれに用いる熱成
形用金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車、鉄道車両、産業機械等の
主としてブレーキなどに用いられる摩擦材は、その配合
成分としては、一般に各種充填材、補強のための各種繊
維、研削材、黒鉛、金属粉等の摩擦調整材と共に、これ
らの材料を結合するための結合材として各種樹脂が配合
されている。従来知られている摩擦材の製造方法の1例
であるディスクブレーキ用ブレーキパッドの製造工程に
おいては、板金プレスにより所定の形状に成形され、脱
脂処理及びプライマー処理が施され、そして接着剤が塗
布されたプレッシャープレートと、耐熱性有機繊維や無
機繊維、金属繊維等の補強繊維と、無機・有機充填材、
摩擦調整材及び結合材等の粉末原料とを配合し、攪拌に
より十分に均質化した原材料を常温にて所定の圧力で成
形(予備成形)して作製した予備成形体とを、熱成形工
程において所定の温度及び圧力で熱成形して両部材を一
体に固着し、アフタキュアを行い、最終的に仕上げ処理
を施す工程からなる。
【0003】ところで、上記熱成形工程においては、図
4に示すように、上記プレッシャープレート(以下「P
/P」と略称することがある)2と摩擦材原料の予備成
形体3とを、金属製の中型4、上型1及び下型(パン
チ)5の、上、中及び下型で形成された空間に挿入充填
し、前記予備成形体3をP/P2と共に上型1と下型5
で加圧するものであるが、この際同時に下型5側又は上
型1側あるいは両側から加熱することによって、予備成
形体3を加熱するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、摩擦材
原料の攪拌・混合物の予備成形体3の熱成形工程では、
上記予備成形体3とP/P2とを熱成形用金型を使用し
て、例えば金型温度を100〜300℃に加熱昇温させ
た状態で、金型内の予備成形体に9.81×10 6
9.81×107Pa(100〜1000kg/cm2
の成形圧力をかけて成形を行う。この加熱した状況下で
の成形時には、例えば、摩擦材混合原料中に結合材とし
て配合されたフェノール樹脂と硬化材との化学反応や原
料中の水分等によって、予備成形体からガスが発生す
る。この予備成形体から発生するガスは、適時取り除か
ないと、発生したガスが成形体内に残留した状態で加圧
成形が進み、製造された摩擦材において、製品内残留ガ
スによる成形品の局部的な硬さ低下や、ヒビやフクレの
発生といった欠陥を招く。このガス抜きを実施するた
め、成形途中で熱成形用金型を開いて、金型内に発生し
たガスを自然対流等で金型外に放出する方式で行うとき
には、十分なガス抜きを行うには時間がかかり、熱成形
工程における所要時間の増大により生産性の低下を招
く。
【0005】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、ヒビやフクレが発生し難い摩擦材
の製造方法、及びそのための熱成形用の金型を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するために鋭意検討を行い、このヒビやフクレ
の主な発生原因が、摩擦材の熱成形時の、摩擦材原料中
の結合材である熱硬化性樹脂の硬化反応等により発生す
るガスの、ガス抜きが円滑に行われないことであること
を見出した。そして、本発明者らは、上記の知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、下記の構成より前記
の課題を解決した。 (1)摩擦材原料とプレッシャープレートとを、熱成形
用金型内で熱成形処理をして成形体を得る摩擦材の製造
方法において、熱成形工程中に摩擦材原料混合物中の結
合材の熱硬化反応により発生するガスを、熱成形用金型
の下型又は上型表面の凸部に設けたガス抜き孔から排出
することを特徴とする摩擦面に凹凸を有する摩擦材の製
造方法。 (2)上型、中型及び下型からなる熱成形用金型であっ
て、摩擦材の摩擦面と接する下型又は上型の面に凸部を
有し、この凸部にガス抜き孔を設けたことを特徴とする
摩擦材の熱成形用金型。 (3)前記ガス抜き孔が、前記の下型又は上型の側面に
開口する横方向の通路と、この横方向の通路に連通し、
前記凸部の最頂部に開口する縦方向の通路とからなるこ
とを特徴とする前記(2)記載の熱成形用金型。
【0008】すなわち、本発明の骨子は、摩擦材の加圧
・加熱成形時に、摩擦材の摩擦面と接する下型又は上型
に、ガス抜き孔を設けた凸部を有する熱成形用金型を用
いることにある。このような金型を用いることにより、
摩擦材の熱成形時に発生するガスが容易にガス抜きさ
れ、摩擦材にヒビやフクレが発生し難くなり、摩擦材の
製造時間が短縮されて原価低減が可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の摩擦材の製造方法及び熱
成形用金型を、図面を参照して詳細に説明する。ここ
で、図1は、本発明の熱成形用金型の図2のA−A’断
面の分解説明図であり、図2は、図1のB−B’面から
の平面図であり、図3は、ガス抜き通路の構成を示す下
型の斜視図である。なお、実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
【0010】以下、本発明の摩擦材の製造方法及び熱成
形用金型について、ブレーキパッドを成形する場合を例
にとって説明する。図2において、4は中型であり、中
型4の下部に接して、その表面に最頂部にガス抜き孔8
が開口された凸部11を複数個設けた下型パンチ5が配
設されている。図1は、上記の金型を使用して摩擦材を
加熱・加圧成形する場合を説明する図2のA−A’断面
の分解図である。図1に示す成形方法では、下型パンチ
5の下に加熱板6を設け、下型パンチ5側から加熱する
方式を採用している。下側パンチ5の上面には、中型4
に包囲された空間の中に、頂部にガス抜き孔8が開口さ
れた凸部11が形成されており、摩擦材の予備成形体3
の加熱・加圧成形時に摩擦材3から発生するガスは、ガ
ス抜き孔8から中型4と下型パンチ5との間のクリアラ
ンスCを通るガス抜け路7を経て排出されるようになっ
ている。なお、図1においてはその分解図がかなり厚く
示してあるが、それは構造を理解し易くするために高さ
方向に拡大して示しているもので、実際はこのように厚
いものではない。
【0011】そして、前記凸部11は、好ましくは、円
錐台形であって、その高さは摩擦材の摩耗限度までの高
さ、好ましくは3mmである。そしてガス抜き孔8の孔
径は2mm以上、好ましくは2.5〜4mmである。ま
た、中型4と下型パンチ5との間のクリアランスCは、
摩擦材の熱成形時に発生するガスの金型外への抜け出し
の容易さを考えると、0.2〜1.5mmであることが
好ましい。上記のように構成された中型4と凸部11を
有する下型パンチ5とで構成される空間の中に、摩擦材
原料配合物の予備成形体3を挿入し、その上に前記の接
着剤が塗布されたプレッシャープレート(P/P)2を
載置し、更に上型1を重ね、所定の温度及び圧力で熱成
形して一体に固着する。
【0012】上記原料において、補強繊維としては、例
えば芳香族ポリアミド繊維、耐炎化アクリル繊維等の有
機繊維や銅繊維、スチール繊維等の金属繊維、チタン酸
カリウム繊維やAl23−SiO2系セラミックス繊維
等の無機繊維が挙げられる。無機充填材としては、例え
ば硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機粒子、バーミ
キュライトやマイカ等の鱗片状無機物等が挙げられる。
結合材としては、例えばフェノール樹脂(ストレートフ
ェノール樹脂、ゴム等による各種変性フェノール樹脂を
含む)、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂
等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。また、摩擦調
整材としては、例えばアルミナやシリカ、マグネシア、
ジルコニア、酸化クロム等の無機摩擦調整材、合成ゴム
やカシューダスト等の有機摩擦調整材を、固体潤滑材と
しては、例えば黒鉛や二硫化モリブデン等を挙げること
ができる。
【0013】摩擦材の組成としては、種々の組成割合を
採ることができる。すなわち、これらは、製品に要求さ
れる摩擦特性、例えば、摩擦係数、耐摩耗性、振動特
性、鳴き特性等に応じて、単独でまたは2種以上を組み
合わせて混合すればよい。
【0014】次に、図1に示した凸部11を有する下型
パンチ5について、ガス抜き通路の構成を示す、下型パ
ンチ5の斜視図である図3により更に詳しく説明する。
図3において、複数の凸部11が下型パンチの表面より
突出しており、その最頂部にはそれぞれガス抜き孔8が
開口しており、各ガス抜き孔8にはそれぞれ縦方向の縦
ガス通路9が接続形成されており、更に各縦ガス通路9
の基部は、横方向の横ガス通路10に連通しており、発
生したガスはこれらの通路を通って下型パンチ5の横側
側面に設けられたガス出口12を通って、金型外へ排出
されるように構成されている。
【0015】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。
【0016】実施例1及び比較例1 摩擦材の熱成形用金型について下型のみに図3に示すガ
ス抜き孔を設けた下型を用いて実験を行い、これを実施
例1とした。一方、ガス抜き孔を有しない従来型の下型
を使用し、ガス抜きは上型を上昇させて型を開く方式で
実験を行い、これを比較例1とした。なお、実施例1及
び比較例1では以下の第1表に示す同一の配合成分から
なる摩擦材の予備成形体を用いて実験した。
【0017】
【表1】
【0018】熱成形工程は、予め熱成形用金型を熱成形
温度150℃まで昇温させた後、中型と下型で形成され
る空間に摩擦材の予備成形体をセットし、その上にP/
Pを載置し、実施例1では加圧処理だけを380秒間継
続した。一方、比較例1では、20+(10)+〔10
+(10)〕×3+330=420秒間行った。小括弧
のない数値は加圧秒数で、小括弧内の数字は除圧秒数で
あり、このため、前記の式は20秒の加圧の後、10秒
の除圧を行い、その後10秒の加圧、10秒の除圧を3
回繰り返し、最後に330秒の加圧を行ったことを示
す。すなわち、比較例1では加圧処理を5回、除圧処理
を4回繰り返した。
【0019】実施例1では、熱成形時間が短いにもかか
わらずガス抜き性が向上し、ブレーキパッドの摩擦材の
内部や表面又は側面にヒビやフクレがほとんど発生しな
かった。また摩擦材のくぼみ(凹部)に色々の形状等を
付与でき、これを着色することにより商品価値を高める
ことができた。一方、比較例1では、いわゆる型開きに
より除圧、加圧を繰り返すため、ガス抜きを十分に行う
ためには生産時間が延びざるを得ず、コストの上昇を招
く結果となった。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、金型の熱型である下型
パンチか上型に設けた凸部に孔を開口することにより、
生産時の発生ガスのガス抜き性が向上し、ヒビやフクレ
の発生といった問題を容易に解決できる。更に熱型の凸
部の位置をP/Pのあり孔部に対応する位置とすること
により、あり孔部の表面では充填度が増加し、摩擦材と
P/Pとの結合強度を増大することができるとともに、
あり孔部を通じての浸水を防止できる。その上、熱型の
凸部の位置を中央や左、右に設けると、特にガス抜き性
の向上に効果を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱成形用金型の図2のA−A’断面の
分解説明図である。
【図2】本発明の熱成形用金型の図1のB−B’面から
の平面図である。
【図3】本発明の熱成形用金型の下型のガス抜き通路の
構成を示す斜視図である。
【図4】従来の摩擦材の製造に用いられる熱成形金型の
説明図である。
【符号の説明】
1 上型 2 プレッシャープレート 3 予備成形体 4 中型 5 下型パンチ 6 加熱板 7 ガス抜け路 8 ガス抜き孔 9 縦ガス通路 10 横ガス通路 11 凸部 12 ガス出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16D 69/00 F16D 69/00 R // B29L 31:16 B29L 31:16 Fターム(参考) 3J058 BA61 FA01 FA11 FA21 FA31 GA65 GA68 4F202 AF01 AG05 AG28 AH07 CA09 CB01 CB29 CK11 CN01 CP01 CP06 4F204 AF01 AG05 AG28 AH17 FA01 FB01 FH06 FN12 FQ01 FQ15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 摩擦材原料とプレッシャープレートと
    を、熱成形用金型内で熱成形処理をして成形体を得る摩
    擦材の製造方法において、熱成形工程中に摩擦材原料混
    合物中の結合材の熱硬化反応により発生するガスを、熱
    成形用金型の下型又は上型表面の凸部に設けたガス抜き
    孔から排出することを特徴とする摩擦面に凹凸を有する
    摩擦材の製造方法。
  2. 【請求項2】 上型、中型及び下型からなる熱成形用金
    型であって、摩擦材の摩擦面と接する下型又は上型の面
    に凸部を有し、この凸部にガス抜き孔を設けたことを特
    徴とする摩擦材の熱成形用金型。
  3. 【請求項3】 前記ガス抜き孔が、前記の下型又は上型
    の側面に開口する横方向の通路と、この横方向の通路に
    連通し、前記凸部の最頂部に開口する縦方向の通路とか
    らなることを特徴とする請求項2記載の摩擦材の熱成形
    用金型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006334916A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Nisshinbo Ind Inc 摩擦材の製造方法
JP2007056959A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Nisshinbo Ind Inc 摩擦部材の製造方法

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