JP2007040371A - 円弧状ブレーキシューの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃棄処分する材料をできるだけ少なくし、かつＴ字形状の上面の中心部に隙間が生ぜず、簡単な作業によって経済的で安価なブレーキシューを提供する。
【解決手段】 単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ａを、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるように円弧状に加工して円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法、単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する短尺のブロック状金属及び複数の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を用いて作製した円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法。
【選択図】 図６

Description

本発明は、自動車、各種産業用機械等の制動に用いられるブレーキシューの製造方法、特に円弧状ブレーキシューの製造方法に関する。

例えば、自動車、各種産業用機械等の制動としてブレーキシューが使用されている。
従来のブレーキシューは、特許文献１に示されるように、円板上の金属製ブランクの外周部に、外周面に前記ブランクの板厚よりも大きい溝幅をもつ凹溝をその円周方向に形成し、かつ該凹溝の内底部に溝形成用刃部をその円周方向に突設してなる予成形用ローラーダイスの、前記凹溝及び溝形成用刃部を押し付けて、前記ブランクの外周部全周に前記溝形成用刃部により外周溝を付ける予成形工程と、前記ブランクの外周溝に、外周面に拡開用刃部をその円周方向に突設してなる拡開成形用ローラーダイスの、前記拡開用刃部を押し付けることにより、前記ブランクの外周部を板厚方向に二つに割りながら拡開してウェブとこのウェブの外周部にリムを成形する拡開成形工程と、前記ウェブとリムとを所要形状に切断することにより部分円弧状のシューリムと、このシューリムの内周から突設したシューリブを有するブレーキシューを形成する工程とを備えているブレーキシューが知られている。

特許３３３０３６３号公報

しかしながら、上記に示す方法でブレーキシューを製造する場合、使用する材料（金属板）を打ち抜き法でブランク（摩擦部材支持体）を作製するため、最終的にはブレーキシューの大きさにより異なるが、約７０％程度の材料を廃棄処分することになり不経済であり、得られるブレーキシューが高価になるという問題点があった。

上記の欠点を解消するために本発明者らは、特許文献２及び３に示されるように、短冊形状の金属板を、その幅のほぼ中央部を長さ方向にＶ字形状に折り曲げた後、該Ｖ字形状金属板の左右両側面の上端から下端の間の一部分を長さ方向に外側に折り返し、その後Ｖ字形状部分の外側から内側に圧力をかけて圧接し、平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに突出部分が内側になるようにリング状又は円弧状に加工し、次いでリング状又は円弧状外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形してブレーキシューを製造する方法を考案した。

特願２００５−１７７８６９号 特願２００５−１８０５１２号

ところが上記に示す方法は、Ｖ字形状からＴ字形状に加工する際、圧接力が弱すぎると、Ｔ字形状の上面の中心部（合わせ目の頂点部分）が図１１に示すように、曲面（Ｒ）のまま残り、完全に密着することができず隙間が生じ、場合によっては突起部分の上部（平坦部側）を全周又は部分的に溶接を施こさなければならない。そのため手間がかかるという新たな問題点が生じた。

本発明は、廃棄処分する材料をできるだけ少なくし、かつＴ字形状の上面の中心部に隙間が生ぜず、簡単な作業で経済的で安価な円弧状ブレーキシューの製造方法を提供するものである。

本発明は、単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ａを、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるように円弧状に加工して円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法に関する。

また、本発明は、単一のリング状金属加工品が得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ｂを、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるようにリング状に加工した後、必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断して数枚の円弧状金属加工品を得し、次いでそれそれの円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法に関する。

また、本発明は、複数の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、このものを必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断して複数の分割Ｔ字形状金属加工品を得、さらにそれぞれの分割Ｔ字形状金属加工品について、前記突出部分が内側になるように円弧状に加工して円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法に関する。

さらに、本発明は、複数の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状の金属を、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記Ｔ字形状加工品の突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断して左右の切断面にズレのある複数の分割円弧状金属加工品を得、その後それぞれの分割円弧状金属加工品について、個々の切断面における左右のズレを矯正して上下面が平行な円弧状に加工して円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法に関する。

本発明の方法により得られる円弧状ブレーキシューは、廃棄処分する材料をできるだけ少なくすることができ、かつＴ字形状の上面の中心部に隙間が生ぜず、簡単な作業で製造することができ、経済的で安価な円弧状ブレーキシューであり、工業的に極めて好適である。

本発明で製造される円弧状ブレーキシューは、単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ａを用いて１個ずつ単一の円弧状ブレーキシューを製造してもよく、またリング状金属加工品が得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ｂを用いて、これをリング状に形成し、その後分割して２〜３個の円弧状ブレーキシューを製造してもよく、さらに複数の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を用いて必要とする大きさの単一の円弧状ブレーキシューが得られる部分で切断して多数（４個以上）の円弧状ブレーキシュー、即ち１枚の金属ブロックから単一の円弧状ブレーキシューを多数製造してもよい。

なお、本発明において、短尺のブロック状金属Ａとは、円弧状ブレーキシューが１個得られる程度の寸法を有する金属のことを指し、また短尺のブロック状金属Ｂとは、リング状金属加工品を分割して円弧状ブレーキシューが２〜３個得られる程度の寸法を有する金属のことを指すものである。

上記の短尺のブロック状金属Ａを用いる場合は、予め単一の円弧状ブレーキシューが１個得られる寸法と同じ長さになる金属を用いれば後で規定寸法に調整する必要がないので好ましい。
また、短尺のブロック状金属Ｂを用いる場合においても、リング状金属加工品を正確に分割して単一の寸法円弧状ブレーキシューが２〜３個得られる寸法と同じ長さになる金属を用いれば上記と同様に、後で規定寸法に調整する必要がないので好ましい。

長尺のブロック状金属を用いて複数の円弧状ブレーキシューを製造する場合は、長尺のブロック状金属を熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工した後、必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断したものを用いて複数の円弧状ブレーキシューを製造するか又は熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工してから、前記Ｔ字形状加工品の突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断し、左右の切断面に多少のズレのある複数の分割円弧状金属加工品を得、その後それぞれの分割円弧状金属加工品について、個々の切断面における左右のズレを矯正して上下面が平行な円弧状に加工して多数の円弧状ブレーキシューを製造することができる。

本発明で用いられる短尺のブロック状金属Ａ、Ｂ又は長尺のブロック状金属の材質は、スチール、アルミニウム、真鍮板の延性のある金属であれば特に制限はないが、これらのうちスチール又はアルミニウムを用いることが好ましい。

本発明において、短尺のブロック状金属Ａ、Ｂ又は長尺のブロック状金属をＴ字形状に加工する場合、熱間圧延方法により加工するが、この加工方法は、例えば、上下に２つのロールを使用し、ブロック状金属を加熱、加圧しながら前記のロール間を移動させて加工するものであり、その加工方法の一例として下記に示すように、熱間圧延を２度行って加工する方法がある。この方法は、先ず１回目の熱間圧延として、一方のロールは押圧部分が平坦で、他方は中央部に円周方向にくぼみを設けたロールをそれぞれ使用し、これらのロール間を一般的に公知の加熱加圧条件により、ブロック状金属を移動させ、ブロック状金属の片側中央部に円形状の突起を形成する。

次に、２回目の熱間圧延を行うが、この方法は、一方のロールには円周方向にＴ字形状の平坦部を形成するためのくぼみを設けたロールを使用し、他方のロールには円周方向に前記平坦部に対して垂直な突出部分を形成するためのくぼみを設けたロールをそれぞれ使用し、これらのロール間を一般的に公知の加熱加圧条件により、前記で得た片側中央部に突起を形成したブロック状金属を移動させることにより、平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状金属加工品を得ることができる。

なお、上記で得られるＴ字形状金属加工品における平坦部とは得られるブレーキシューのリムに相当するもので、また平坦部に垂直な突出部分とはブレーキシューのシューウェブに相当するものである。
Ｔ字形状に加工した後、突出部分が内側になるように円弧状に加工するが、この加工方法についてはロール加工が最適であるが、必ずしもこの方法に限る必要はない。

上記で得られた円弧状金属板の平坦部に固着して使用する摩擦部材の材料は、一般に公知の材料が用いられ、例えばスチール繊維、黄銅繊維、銅繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、カーボン繊維等の繊維状物質、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、カシュー樹脂等の熱硬化樹脂やＮＢＲ、ＳＢＲ等のゴム組成分を含む結合剤、フリクションダストなどの有機質摩擦調整剤、硫酸バリウム、黒鉛、三硫化アンチモン等の無機質摩擦調整剤などが用いられる。
上記の材料の他に、必要に応じて黄銅、銅等の金属粉が添加される。
なお、上記摩擦部材の材料の配合割合は、摩擦特性により異なり適宜決定され、特に制限はない。

円弧状金属加工品の外側表面の平坦部への摩擦部材の取り付けは、固着方法又は一体成形による方法があるが、このうち固着方法については、例えば、リベット止め、接着剤等で固着することができる。もし、接着する場合、摩擦部材の接着強度を上げるため、摩擦部材を接着する前に円弧状金属加工品の外周をローレットなどの加工を施しておくことが好ましい。

以下、本発明の実施例について図面を引用して説明する。
図１〜６は本発明の一実施例になる円弧状ブレーキシューの製造工程を示す図であり、このうち図１は単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有すの短尺のブロック状スチールＡの斜視図、図２は１回目の熱間圧延方法を示す一部省略正面図、図３は２回目の熱間圧延方法を示す一部省略斜視図、図４は平坦部とそれに垂直な突出部分を形成したＴ字形状スチール加工品の斜視図、図５は図４に示すＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるように加工した円弧状スチール加工品の平面図、図６は円弧状スチール加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を接着した本発明になる円弧状ブレーキシューの平面図である。

図７は本発明の他の一実施例になる円弧状ブレーキシューの製造方法の一例を示すもので、Ｔ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるようにリング状に加工したリング状スチール加工品の斜視図である。
図８〜１０は本発明の他の一実施例になる円弧状ブレーキシューの製造工程を示す図であり、このうち図８はＴ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるように連続的に加工したスパイラル状スチール加工品の平面図、図９は図８に示すスパイラル状スチール加工品を切断した分割円弧状スチール加工品の正面図及び図１０は図９に示す分割円弧状スチール加工品の左右のズレを矯正した単一の円弧状スチール加工品の正面図である。
また、図１１は従来のＴ字形加工品の正面図である。

実施例１
図１に示すように、短尺のブロック状スチールＡ１を準備し、図２に示す押圧部分が平坦な下部ロール２及び中央部の円周方向にくぼみ３を設けた上部ロール４を用い、これらのロールを回転させ、かつロール間を加熱加圧させながらブロック状スチールＡ１を移動（１回目の熱間圧延）させて、ブロック状スチールＡ１の片側中央部に突起５を形成した。

次に、片側中央部に突起５を形成したブロック状スチールＡ１をＴ字形状にするため 図３に示すように、円周方向にＴ字形状の平坦部となる部分を形成するためのくぼみ６設けた下部ロール７及び前記平坦部に対して垂直な突出部分を形成するためのくぼみ８を設けた上部ロール９を用い、これらのロールを回転させ、かつロール間を加熱加圧させながらブロック状スチールＡ１を移動（２回目の熱間圧延）させて、図４に示す寸法が縦（長さ） ３００ｍｍ、横（幅）４５ｍｍ、平坦部の厚さ３ｍｍ及び突出部分の高さ９ｍｍの平坦部１０及び突出部分１１を有するＴ字形状スチール加工品１２を作製した。

次に、図５に示すように、図４で得たＴ字形状スチール加工品１２の前記突出部分１１が内側になるようにロール加工して円弧状スチール加工品１３を得た。この後、突出部分１１の端部を寸法精度に加工し、さらに図６に示すように、円弧状スチール加工品１３の外側表面の平坦部１０に繊維状物質、結合剤、有機質摩擦調整剤、無機質摩擦調整剤等を混合、成形して得られた摩擦部材１４を接着して円弧状ブレーキシューを得た。

実施例２
短尺のブロック状スチールＢを準備し、以下実施例１と同様の工程を経て、実施例１と同様の平坦部とそれに垂直な突出部分を有する縦（長さ）９００ｍｍの寸法のＴ字形状スチール加工品を作製した。
次に、実施例１と同様に、Ｔ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるようにロール加工して図７に示すように、一部に切り欠き１５を有するリング状スチール加工品１６を作製した。

この後、上記で得たリング状スチール加工品１６を３等分に分割して実施例１と同形状の３個の円弧状スチール加工品を得た。以下実施例１と同様の工程を経て、円弧状スチール加工品の外側表面の平坦部に摩擦部材を接着して円弧状ブレーキシューを得た。

実施例３
長尺のブロック状スチール板（図示せず）を準備し、以下実施例１と同様の工程を経て、縦（長さ）２７００ｍｍの平坦部と突出部分を有するＴ字形状スチール加工品を作製した。
この後、上記で得たＴ字形状スチール加工品を、９等分になるように縦（長さ）を３００ｍｍの寸法に切断し、９個の分割Ｔ字形状スチール加工品を作製した。

次に、それぞれの分割Ｔ字形状スチール加工品の突出部分が内側になるようにロール加工して実施例１と同様の円弧状スチール加工品を得た。
以下、実施例１と同様の工程を経て円弧状スチール加工品の外側表面の平坦部に摩擦部材を接着して円弧状ブレーキシューを得た。

実施例４
長尺のブロック状スチール（図示せず）を準備し、以下実施例１と同様の工程を経て、縦（長さ）２７００ｍｍの平坦部と突出部分を有するＴ字形状スチール加工品を作製した。
この後、上記で得たＴ字形状スチール加工品を、ロール加工により図８に示す連続的なスパイラル状スチール加工品１７を作製した。

次に、上記で得たスパイラル状スチール加工品１７を長さ方向に対して９等分になる部分で切断して図９に示す左右の切断面に多少のズレ１８のある（上下面が平行でない）９個の分割円弧状スチール加工品１９を得た。次いで、それぞれの分割円弧状スチール加工品１９の左右の高さのズレ１８の矯正を行って図１０に示す形状の左右にズレのない上下面が平行な単一の円弧状スチール加工品２０を作製した。
以下、実施例１と同様の工程を経て単一の円弧状スチール加工品２０の外側表面の平坦部１０に摩擦部材を接着して円弧状ブレーキシューを得た。

単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法の短尺のブロック状スチールＡの斜視図である。 １回目の熱間圧延方法を示す一部省略正面図である。 ２回目の熱間圧延方法を示す一部省略斜視図である。 平坦部とそれに垂直な突出部分を形成したＴ字形状スチール加工品の斜視図である。 図４に示すＴ字形状スチール加工品の突出部分を内側になるように加工した円弧状スチール加工品の平面図である。 円弧状スチール加工品の外側表面の平坦部に摩擦部材を接着した本発明になる円弧状ブレーキシューの平面図である。

Ｔ字形状スチール加工品の突出部分を内側になるようにリング状に加工したリング状スチール加工品の斜視図である。 Ｔ字形状スチール加工品の突出部分を内側になるように連続的に加工したスパイラル状スチール加工品の平面図である。 図８に示すスパイラル状スチール加工品を切断した分割円弧状スチール加工品の正面図である。 図９に示す分割円弧状スチール加工品の左右のズレを矯正した単一の円弧状スチール加工品の正面図である。 従来のＴ字形加工品の正面図である。

符号の説明

１ ブロック状スチール
２ 下部ロール
３ くぼみ
４ 上部ロール
５ 突起
６ くぼみ
７ 下部ロール
８ くぼみ
９ 上部ロール
１０ 平坦部
１１ 突出部分
１２ Ｔ字形状スチール加工品
１３ 円弧状スチール加工品
１４ 摩擦部材
１５ 切り欠き
１６ リング状スチール加工品
１７ スパイラル状スチール加工品
１８ ズレ
１９ 分割円弧状スチール加工品
２０ 単一の円弧状スチール加工品

Claims (4)

1. 単一の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ａを、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるように円弧状に加工して円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法。
2. 単一のリング状金属加工品が得られる寸法を有する短尺のブロック状金属Ｂを、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記突出部分が内側になるようにリング状に加工した後、必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断して数枚の円弧状金属加工品を得、次いでそれぞれの円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法。
3. 複数の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状金属を、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、このものを必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断して複数の分割Ｔ字形状金属加工品を得、さらにそれぞれの分割Ｔ字形状金属加工品について、前記突出部分が内側になるように円弧状に加工し円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法。
4. 複数の円弧状ブレーキシューが得られる寸法を有する長尺のブロック状の金属を、熱間圧延方法により平坦部とそれに垂直な突出部分を有するＴ字形状に加工し、さらに前記Ｔ字形状加工品の突出部分が内側になるように連続的なスパイラル状に加工した後、必要とする大きさの円弧状ブレーキシューが形成できる部分で切断して左右の切断面にズレのある複数の分割円弧状金属加工品を得、その後それぞれの分割円弧状金属加工品について、個々の切断面における左右のズレを矯正して上下面が平行な円弧状に加工し円弧状金属加工品を得、次いで円弧状金属加工品外側表面の平坦部に摩擦部材を固着するか又は一体成形することを特徴とする円弧状ブレーキシューの製造方法。
   

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