JP2003074610A - 摩擦材熱成形用金型 - Google Patents
摩擦材熱成形用金型Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦材の熱成形工程において、発生するガス
を成形体から外部に速やかに排出することによって、ガ
スの排出不足に起因するヒビ、フクレ等の不良率の低減
を図る熱成形用金型を提供する。 【解決手段】 摩擦材原料の予備成形体とプレッシャー
プレートとを加熱加圧し一体に固着して摩擦材を成形す
るための、押え型と加圧型とを有する熱成形用金型にお
いて、上記押え型のプレッシャープレート中央部に接触
する部分に凸部を設けたことを特徴とする摩擦材の熱成
形用金型。
を成形体から外部に速やかに排出することによって、ガ
スの排出不足に起因するヒビ、フクレ等の不良率の低減
を図る熱成形用金型を提供する。 【解決手段】 摩擦材原料の予備成形体とプレッシャー
プレートとを加熱加圧し一体に固着して摩擦材を成形す
るための、押え型と加圧型とを有する熱成形用金型にお
いて、上記押え型のプレッシャープレート中央部に接触
する部分に凸部を設けたことを特徴とする摩擦材の熱成
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
ブレーキ用摩擦材の製造においては、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、有機・無機摩
擦調整材と共に、これらの原料を結合するための結合材
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、金属繊維等の繊維基材と、無機・有機充
填材、摩擦調整材及び結合材（具体的にはフェノール樹
脂等の熱硬化性樹脂）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】一般に摩擦材の製造工程は、配合・攪拌、
予備成形、熱成形、加熱、研磨・機械加工等の工程から
成っている。各工程における品質の良否は、後工程や完
成品の品質・性能にも影響を及ぼすためそれぞれ重要で
あるが、なかでも熱成形工程はその良否が完成品の品質
・性能に大きな影響を及ぼすため、特に重要な工程であ
る。熱成形工程で最も発生し易い不良の一つに、ヒビ、
クラックなどの成形不良がある。この不良の主たる原因
は、熱成形中に発生するガスが、昇温初期に速やかに成
形体外部に排出されないで内部に残り、成形体の外周部
が硬化した後に、ガスが硬化層を破りながら成形体外部
に排出されるため、ヒビ、クラックなどの成形不良が発
生する。 【０００４】この対策としては、できるだけ成形体内部
と外周部の昇温の差を小さく（理想的には、内部の昇温
速度が外周部の昇温速度より速いことが望ましい）し、
摩擦材内部で発生したガスが、外周部が硬化する前に排
出されるようにするのが良い。しかし、現在の摩擦材の
熱成形は、高温の金型からの熱伝導によって摩擦材に熱
を与えて成形しているため、金型に接触している摩擦材
外周部の昇温が内部より速く、なかなかヒビ、クラック
などの成形不良を完全に防止することが困難である。 【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、摩擦材の熱成形工程において、発
生するガスを成形体から外部に速やかに排出することに
よって、ガスの排出不足に起因するヒビ、フクレ等の不
良率の低減を図ることを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
下記の手段により解決することができた。 （１）摩擦材原料の予備成形体とプレッシャープレート
とを加熱加圧して一体に固着して摩擦材を成形するため
の、押え型と加圧型とを有する熱成形用金型において、
上記押え型のプレッシャープレート中央部に接触する部
分に凸部を設けたことを特徴とする摩擦材の熱成形用金
型。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の摩擦材熱成形用金型を、
図面を参照して説明する。本発明の、上記熱成形工程に
おいては、図１に示すように、上記プレッシャープレー
ト（以下「Ｐ／Ｐ」ということがある）１と摩擦材原料
の予備成形体２とを、金属製の中型３、押え型である上
型４及び加圧型である下型（パンチ）５からなる熱成形
用金型で形成される空間（成形領域）内に挿入充填し、
前記成形用原料の予備成形体２をＰ／Ｐと共に上型４と
下型５で加圧するものであるが、この際同時に上型４及
び下型５に設けた熱板により加熱して、Ｐ／Ｐと合わせ
て予備成形体２を加熱するように構成されている。 【０００８】ところで、本発明のポイントは、上記上型
（押え型）４のＰ／Ｐ１に面する側の表面の中央部に凸
部６を設け、凸部６でＰ／Ｐ１に接触することにより、
上型４の表面は中央部の凸部６でＰ／Ｐ１に接触し、そ
の部分で接触を強くすることができ、Ｐ／Ｐ１中央部の
昇温速度を外周部より速くすることが可能となる点であ
る。前記表面のその他の部分は、凸部６によりＰ／Ｐ１
の面と少し離れた位置に保持された状態となり、このた
めＰ／Ｐ１の中央部の昇温速度は速いが、外周部の昇温
速度はそれよりも遅くなる。この結果、従来の上型のＰ
／Ｐとの接触面が平坦な金型で成形する場合よりも、成
形体内部の昇温速度がより速くなり、ガスの排出不良に
起因するヒビ、クラックなどの成形不良が低減できる。 【０００９】上記のＰ／Ｐ１の中央部に接触する部分に
突出部６を設けた上型４を採用した熱成形金型を用い、
補強繊維、摩擦調整材及び結合材などからなる諸原料を
配合し、攪拌・混合した攪拌物を通常の製法に従って常
温成形した予備成形体、又は前記諸原料の攪拌物を、Ｐ
／Ｐ１と共に熱成形することにより、成形不良のない、
高品質の摩擦材を製造することができる。 【００１０】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Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック繊維等
の無機繊維が挙げられる。無機充填材としては、例えば
銅やアルミニウム、亜鉛等の金属粒子、バーミキュライ
トやマイカ等の鱗片状無機物、硫酸バリウムや炭酸カル
シウム等が挙げられる。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、石英等の無機摩擦
調整材、合成ゴムやカシュー樹脂等の有機摩擦調整材、
黒鉛や二硫化モリブデン等の固体潤滑材を挙げることが
できる。 【００１１】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。 【００１２】 【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。 【００１３】実施例１及び比較例１ （成形装置）図１に示すように、Ｐ／Ｐ中央部に接触す
る部分を他の部分より０．５ｍｍ凸状に突出した上型Ａ
と、従来のＰ／Ｐ接触部全面が平らな上型Ｂ（図示省
略）の金型を用いて摩擦材の熱成形を行った。上型Ａに
おける凸部の面積は、２８ｃｍ 2で、Ｐ／Ｐの面積の５
２％であった。 （熱成形条件）熱成形条件は上型温度：上型Ａの場合１
７０℃、上型Ｂの場合１５３℃、下型温度：１５３℃、
中型温度：１４５℃、成形圧力：２０ＭＰａ、成形サイ
クルは加圧及びガス抜き各１０秒を５回繰り返した後、
最終加圧３３０秒で行った。 【００１４】（摩擦材試料の材料）摩擦材の試料を製造
する際の摩擦材の材料として次のものを用い、試料とし
て作製する際にはそれらの材料から選択して、試料の配
合を変えるようにした。 結合材 ・・フェノール樹脂 有機摩擦調整材 ・・カシューダスト 無機充填材 ・・硫酸バリウム／炭酸カルシウム 研削材 ・・アルミナ／ジルコニア 固体潤滑材 ・・黒鉛 補強繊維 ・・銅繊維／アラミドパルプ／セラミック繊維／チタ ン酸カリウム繊維 金属粉 ・・銅／鉄 【００１５】上記の摩擦材原料の配合物を攪拌、混合し
て室温で予備成形した予備成形体と、上記の接着剤が塗
布されたＰ／Ｐとを、上記の熱成形工程で摩擦材に作製
した場合のＰ／Ｐ中央部と外周部の温度、及びＰ／Ｐ直
下の摩擦材中央部と外周部の昇温過程の温度変化を第１
表に示す。上型Ａを用いた場合、Ｐ／Ｐ直下の摩擦材中
央部の昇温が外周部より速いが、従来の上型Ｂの場合は
摩擦材中央部の昇温が外周部より遅かった。 【００１６】 【表１】【００１７】前記方法で成形した成形体５００個につい
てヒビ、クラック不良を検査したところ、不良率は上型
Ａ：１個（０．２％）、上型Ｂ：１４個（２．８％）で
あり、本発明の金型はヒビ、クラック不良防止に効果が
あることが確認できた。なお、前述の一実施の形態で
は、上型がプレッシャープレートを押える押え型であ
り、下型が予備成形体を加圧する加圧型を構成している
が、これとは逆に、上型が予備成形体を加圧する加圧型
となり、下型がプレッシャープレートを押える押え型と
した金型構造とすることもできる。 【００１８】 【発明の効果】本発明によれば、摩擦材の熱成形工程に
おいて、押え型のＰ／Ｐに接触する中央部を突出させ、
Ｐ／Ｐとの接触を強くすることによって、Ｐ／Ｐ中央部
の昇温速度を外周部より速くすることができる。その結
果、従来の金型で成形していた時よりも、成形体内部の
昇温速度が外周部より速くなり、ガスの排出不良に起因
するヒビ、クラック不良が低減できた。
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
ブレーキ用摩擦材の製造においては、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、有機・無機摩
擦調整材と共に、これらの原料を結合するための結合材
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、金属繊維等の繊維基材と、無機・有機充
填材、摩擦調整材及び結合材（具体的にはフェノール樹
脂等の熱硬化性樹脂）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】一般に摩擦材の製造工程は、配合・攪拌、
予備成形、熱成形、加熱、研磨・機械加工等の工程から
成っている。各工程における品質の良否は、後工程や完
成品の品質・性能にも影響を及ぼすためそれぞれ重要で
あるが、なかでも熱成形工程はその良否が完成品の品質
・性能に大きな影響を及ぼすため、特に重要な工程であ
る。熱成形工程で最も発生し易い不良の一つに、ヒビ、
クラックなどの成形不良がある。この不良の主たる原因
は、熱成形中に発生するガスが、昇温初期に速やかに成
形体外部に排出されないで内部に残り、成形体の外周部
が硬化した後に、ガスが硬化層を破りながら成形体外部
に排出されるため、ヒビ、クラックなどの成形不良が発
生する。 【０００４】この対策としては、できるだけ成形体内部
と外周部の昇温の差を小さく（理想的には、内部の昇温
速度が外周部の昇温速度より速いことが望ましい）し、
摩擦材内部で発生したガスが、外周部が硬化する前に排
出されるようにするのが良い。しかし、現在の摩擦材の
熱成形は、高温の金型からの熱伝導によって摩擦材に熱
を与えて成形しているため、金型に接触している摩擦材
外周部の昇温が内部より速く、なかなかヒビ、クラック
などの成形不良を完全に防止することが困難である。 【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、摩擦材の熱成形工程において、発
生するガスを成形体から外部に速やかに排出することに
よって、ガスの排出不足に起因するヒビ、フクレ等の不
良率の低減を図ることを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
下記の手段により解決することができた。 （１）摩擦材原料の予備成形体とプレッシャープレート
とを加熱加圧して一体に固着して摩擦材を成形するため
の、押え型と加圧型とを有する熱成形用金型において、
上記押え型のプレッシャープレート中央部に接触する部
分に凸部を設けたことを特徴とする摩擦材の熱成形用金
型。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の摩擦材熱成形用金型を、
図面を参照して説明する。本発明の、上記熱成形工程に
おいては、図１に示すように、上記プレッシャープレー
ト（以下「Ｐ／Ｐ」ということがある）１と摩擦材原料
の予備成形体２とを、金属製の中型３、押え型である上
型４及び加圧型である下型（パンチ）５からなる熱成形
用金型で形成される空間（成形領域）内に挿入充填し、
前記成形用原料の予備成形体２をＰ／Ｐと共に上型４と
下型５で加圧するものであるが、この際同時に上型４及
び下型５に設けた熱板により加熱して、Ｐ／Ｐと合わせ
て予備成形体２を加熱するように構成されている。 【０００８】ところで、本発明のポイントは、上記上型
（押え型）４のＰ／Ｐ１に面する側の表面の中央部に凸
部６を設け、凸部６でＰ／Ｐ１に接触することにより、
上型４の表面は中央部の凸部６でＰ／Ｐ１に接触し、そ
の部分で接触を強くすることができ、Ｐ／Ｐ１中央部の
昇温速度を外周部より速くすることが可能となる点であ
る。前記表面のその他の部分は、凸部６によりＰ／Ｐ１
の面と少し離れた位置に保持された状態となり、このた
めＰ／Ｐ１の中央部の昇温速度は速いが、外周部の昇温
速度はそれよりも遅くなる。この結果、従来の上型のＰ
／Ｐとの接触面が平坦な金型で成形する場合よりも、成
形体内部の昇温速度がより速くなり、ガスの排出不良に
起因するヒビ、クラックなどの成形不良が低減できる。 【０００９】上記のＰ／Ｐ１の中央部に接触する部分に
突出部６を設けた上型４を採用した熱成形金型を用い、
補強繊維、摩擦調整材及び結合材などからなる諸原料を
配合し、攪拌・混合した攪拌物を通常の製法に従って常
温成形した予備成形体、又は前記諸原料の攪拌物を、Ｐ
／Ｐ１と共に熱成形することにより、成形不良のない、
高品質の摩擦材を製造することができる。 【００１０】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Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系セラミック繊維等
の無機繊維が挙げられる。無機充填材としては、例えば
銅やアルミニウム、亜鉛等の金属粒子、バーミキュライ
トやマイカ等の鱗片状無機物、硫酸バリウムや炭酸カル
シウム等が挙げられる。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、石英等の無機摩擦
調整材、合成ゴムやカシュー樹脂等の有機摩擦調整材、
黒鉛や二硫化モリブデン等の固体潤滑材を挙げることが
できる。 【００１１】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。 【００１２】 【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。 【００１３】実施例１及び比較例１ （成形装置）図１に示すように、Ｐ／Ｐ中央部に接触す
る部分を他の部分より０．５ｍｍ凸状に突出した上型Ａ
と、従来のＰ／Ｐ接触部全面が平らな上型Ｂ（図示省
略）の金型を用いて摩擦材の熱成形を行った。上型Ａに
おける凸部の面積は、２８ｃｍ 2で、Ｐ／Ｐの面積の５
２％であった。 （熱成形条件）熱成形条件は上型温度：上型Ａの場合１
７０℃、上型Ｂの場合１５３℃、下型温度：１５３℃、
中型温度：１４５℃、成形圧力：２０ＭＰａ、成形サイ
クルは加圧及びガス抜き各１０秒を５回繰り返した後、
最終加圧３３０秒で行った。 【００１４】（摩擦材試料の材料）摩擦材の試料を製造
する際の摩擦材の材料として次のものを用い、試料とし
て作製する際にはそれらの材料から選択して、試料の配
合を変えるようにした。 結合材 ・・フェノール樹脂 有機摩擦調整材 ・・カシューダスト 無機充填材 ・・硫酸バリウム／炭酸カルシウム 研削材 ・・アルミナ／ジルコニア 固体潤滑材 ・・黒鉛 補強繊維 ・・銅繊維／アラミドパルプ／セラミック繊維／チタ ン酸カリウム繊維 金属粉 ・・銅／鉄 【００１５】上記の摩擦材原料の配合物を攪拌、混合し
て室温で予備成形した予備成形体と、上記の接着剤が塗
布されたＰ／Ｐとを、上記の熱成形工程で摩擦材に作製
した場合のＰ／Ｐ中央部と外周部の温度、及びＰ／Ｐ直
下の摩擦材中央部と外周部の昇温過程の温度変化を第１
表に示す。上型Ａを用いた場合、Ｐ／Ｐ直下の摩擦材中
央部の昇温が外周部より速いが、従来の上型Ｂの場合は
摩擦材中央部の昇温が外周部より遅かった。 【００１６】 【表１】【００１７】前記方法で成形した成形体５００個につい
てヒビ、クラック不良を検査したところ、不良率は上型
Ａ：１個（０．２％）、上型Ｂ：１４個（２．８％）で
あり、本発明の金型はヒビ、クラック不良防止に効果が
あることが確認できた。なお、前述の一実施の形態で
は、上型がプレッシャープレートを押える押え型であ
り、下型が予備成形体を加圧する加圧型を構成している
が、これとは逆に、上型が予備成形体を加圧する加圧型
となり、下型がプレッシャープレートを押える押え型と
した金型構造とすることもできる。 【００１８】 【発明の効果】本発明によれば、摩擦材の熱成形工程に
おいて、押え型のＰ／Ｐに接触する中央部を突出させ、
Ｐ／Ｐとの接触を強くすることによって、Ｐ／Ｐ中央部
の昇温速度を外周部より速くすることができる。その結
果、従来の金型で成形していた時よりも、成形体内部の
昇温速度が外周部より速くなり、ガスの排出不良に起因
するヒビ、クラック不良が低減できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱成形用金型を説明する断面図であ
る。 【符号の説明】 １ プレッシャープレート ２ 摩擦材原料の予備成形体 ３ 上型（押え型） ４ 中型 ５ 下型（加圧型） ６ 凸部
る。 【符号の説明】 １ プレッシャープレート ２ 摩擦材原料の予備成形体 ３ 上型（押え型） ４ 中型 ５ 下型（加圧型） ６ 凸部
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3J058 BA44 BA46 DD11 FA01 FA11
FA21 FA28 FA31 FA35 GA03
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GA36 GA38 GA39 GA40 GA43
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GA64 GA65 GA73 GA92 GA93
4F202 AA37 AD08 AE08 AG01 AG03
AH17 CA09 CB01 CB12 CK11
CK41
4F204 AA37 AD04 AE08 AG01 AG03
AH17 FA01 FB01 FB12 FG01
FQ15
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 摩擦材原料の予備成形体とプレッシャー
プレートとを加熱加圧し一体に固着して摩擦材を成形す
るための、押え型と加圧型とを有する熱成形用金型にお
いて、上記押え型のプレッシャープレート中央部に接触
する部分に凸部を設けたことを特徴とする摩擦材の熱成
形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264185A JP2003074610A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 摩擦材熱成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264185A JP2003074610A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 摩擦材熱成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003074610A true JP2003074610A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19090834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001264185A Pending JP2003074610A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 摩擦材熱成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003074610A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106583572A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-04-26 | 宁波市北仑怡健模具制造有限公司 | 一种汽车刹车片模具 |
-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001264185A patent/JP2003074610A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106583572A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-04-26 | 宁波市北仑怡健模具制造有限公司 | 一种汽车刹车片模具 |
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