JP2007154910A - ブレーキシュー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工程数を削減して製造できるブレーキシューとそのブレーキシューの製造方法を提供することを課題としている。
【解決手段】押出し成形またはカレンダーシート成形されたライニング用素材シートを所定長さの短冊状に切断して円弧状をなすシュー本体２上に重ね、シュー本体２と一体で成形接着した後に硬化処理してブレーキシュー１を製造する。この方法で製造されるブレーキシュー１は、ライニング３の両端に型抜き用のテーパ４が形成されたものになる。なお、ライニング３は、加硫処理によってエボナイト化するゴムを結合材として含むものがよい。
【選択図】図１

Description

この発明は、量産性とコストに優れたブレーキシューと、そのブレーキシューの製造方法に関する。

車両用のドラムブレーキなどに採用されるブレーキシューにシュー本体と組み合わせて用いるライニング材は、基材、潤滑材、摩擦調整剤、結合材及び充填材からなる。そのライニング材は、結合材として通常フェノール樹脂を使用し、乾式混合した後に円弧状に予備成形及び熱成形し、硬化のための熱処理工程、仕上げのための研磨工程を経てライニングのみを製作している。そして、このライニングを接着剤を介してシュー本体に加圧・接着し、その後さらに熱処理を施してブレーキシューを製作するのが一般的である。

しかしながら、その一般的な方法では、ライニングのみでの加圧成形・熱処理後に、再度シュー本体と加圧接着・熱処理を行うので圧力や熱の使用量が多くなり、工程も増加してコスト高となる。

ここで、ブレーキシューに関連する技術として、例えば、下記特許文献１，２などに開示された方法やものが知られている。

特許文献１は、水溶性増粘剤と水を配合した摩擦材用配合物をミキサで混練して粘土状にした後、押出し機で押出して一定厚みを有する帯状摩擦材を得る方法を開示している。しかしながら、この方法は、その後に、帯状摩擦材を所定の長さに切断し、切断した素材板を曲面板に成形し、成形後の素材板をシュー本体に相当する重錘本体に接合する方法を採っているため、素材板の成形工程と重錘本体に対する接着工程が別れて工程数が多くなる。

また、特許文献２は、シュー本体と仮成形したライニングを一体成形し、そのときに仮成形品のライニングを本成形し、成形と同時に硬化も行ってライニングをシュー本体に接着する方法を開示しているが、この方法は、ライニングを仮成形してシュー本体に接着するので、仮成形のためのプレス工程が多くなる。
特開２００３−１５６０９０号公報 特許第３６７７２３５号公報

工程数が増加すると生産性が低下し、製造に要する労力やエネルギー消費量も増加してコストに悪影響がでる。そこで、この発明は、工程数を削減して製造できるブレーキシューとそのブレーキシューの製造方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、押出し成形またはカレンダーシート成形されたライニング用素材シートを所定長さの短冊状に切断して円弧状をなすシュー本体上に重ね、シュー本体と一体で成形接着した後に硬化処理する。これにより、シュー本体と円弧状のライニングが一体化されたブレーキシューが得られる。このブレーキシューのライニングは、金型によってシュー本体上で成形されるため、両端に型抜き用のテーパが形成されたものとなる。

ライニングの材料組成に含まれる結合材は、ゴムまたはゴムを主成分とするものを用いるとよい。

結合材として使用するゴムは、加硫処理によってエボナイト化するものがよい。ゴム１００重量部（ｐｈｒ）に対して硫黄を２０〜４０重量部添加したものを使用すると、加硫処理によってゴムがエボナイト化する。使用するゴムの種類は、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などが挙げられる。耐熱性の要求が高くなければ天然ゴム（ＮＲ）などのジエン系ゴムも使用することができる。

結合材は、加硫処理によってエボナイト化するゴムとフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を併用してもよい。この場合のゴムと熱硬化性樹脂の割合は、ゴム：熱硬化性樹脂＝１００：０〜５０：５０の範囲、好ましくは、１００：０〜７０：３０とするのがよい。樹脂の混合割合がゴムの混合割合よりも高くなると、ゴムを使用する効果が薄れてシュー本体とライニングの一体成形接着性が十分でなくなる。

この発明においては、押出し成形またはカレンダーシート成形されたライニング用素材シートを所定長さの短冊状に切断してシュー本体上に重ね、これを、シュー本体を成形型にして成形機の上金型と下金型で締付けて円弧状かつ両端に型抜き用のテーパが形成される状態に成形し、その成形と同時にシュー本体に接着した後、熱処理を施すブレーキシューの製造方法も併せて提供する。この製造方法によれば、ライニングの事前の円弧成形工程を省いて円弧状をなすシュー本体の外周に円弧状のライニングが接着されたブレーキシューを得ることができる。

この発明のブレーキシュー及びブレーキシューの製造方法は、押出し成形またはカレンダーシート成形して所定長さに切断したライニング用素材シートを硬化処理する前にシュー本体と一体で成形してシュー本体に接着するので、ライニングを事前に円弧に成形する必要がない。従って、成形工程が減少し、ライニングの研磨工程も減少して生産性が向上する。また、工程削減により、労力や消費エネルギー量も削減される。

ここで、成形したライニング用素材シートを事前の円弧成形工程を経ずにシュー本体の円弧の外周面に沿わせて接着するために、ライニングに含まれる結合材として、ゴムまたはゴムを主成分とするものを用いることを推奨する。そのゴムまたはゴムを主成分とする結合材を用いると、押出し成形またはカレンダーシート成形によって一定厚みの物性の安定した素材シートを得ることができ、また、硬化させる前の素材シートが屈曲性に優れたものになり、所定長さの短冊状に切断した素材シートを亀裂などを生じさせずにシュー本体の円弧の外周面に沿わせることが可能になる。

さらに、通常の軟らかいゴムを結合材として使用すると耐熱性や耐摩耗性の確保が困難になるが、加硫処理でエボナイト化するゴムを使用することでライニングに要求される耐熱性や耐摩耗性も十分に確保することができる。また、エボナイト化するゴムを用いたものは、必要とされるブレーキの効き特性を問題なく確保でき、制動時の所謂鳴きや異音も抑制される。

以下、この発明のブレーキシューとその製造方法の実施の形態について説明する。図１及び図２は、ドラムブレーキに採用するブレーキシューの一例を示している。このブレーキシュー１は、シュー本体２と、このシュー本体２の外周に接着された円弧状のライニング３からなる。シュー本体２は、円弧状に曲げ加工されたリム２ａと、そのリムの内周に接合したウェブ２ｂとで構成され、リム２ａの外周にライニング３が接着されている。

ライニング３は、基材、潤滑材、摩擦調整剤、充填材及び結合材を混合した組成物によって形成されている。基材、潤滑材、摩擦調整剤、充填材は、一般的な摩擦材用組成物に採用される材料でよい。一般的な摩擦材用組成物では、基材として金属繊維、合成樹脂繊維、無機材料繊維などの繊維基材が用いられ、また、潤滑材としてはグラファイトなどが、摩擦調整剤や充填材としては金属酸化物、金属塩（硫酸バリウムなど）、有機物粉末（カシューダストなど）などがそれぞれ用いられている。この発明のライニング３の材料もそのようなものでよい。

結合材は一般的なものではなく、ゴムやゴムを主体としたものを使用している。ゴムは、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などのジエン系ゴムを使用することができる。

また、このゴムは、ゴム１００重量部に対して硫黄を２０〜４０重量部添加したものを使用する。硫黄を多量に添加したゴムは、加硫処理によってエボナイト化して硬くなるので、ライニングに要求される耐熱性や耐摩耗性も十分に確保することができる。ゴムの添加は、ゴム練の一般的な工法を利用して行える。例えば、オープンロール、バンバリミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダーなどを使用して添加することができる。

フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂も結合材として併用してよい。この場合のゴムと熱硬化性樹脂の割合は、ゴムの添加の効果を十分に引き出すために、ゴム：熱硬化性樹脂＝１００：０〜５０：５０の範囲、好ましくは、１００：０〜７０：３０とする。

このブレーキシューの製造方法を以下に記す。図３に示すように、シュー本体２は、下
準備として、洗浄、化成処理、プライマー塗布の各工程を経て自然乾燥させておく（この
工程は従来のブレーキシューの製造工程と同じ）。

一方、ライニングの材料となす組成物はミキサ５などで原料を混合した後、押出し機６で混練押出しまたはカレンダーシート成形を行って一定厚みの素材シート３Ａを得る。カレンダーシート成形は、図５に示すようなカレンダーロール機１２を用いて行う。図示のカレンダーロール機１２は３本のロール１２ａ〜１２ｃを垂直に配置して構成されており
、ロール１２ａと１２ｂとの間およびロール１２ｂと１２ｃとの間に材料を順に通してライニング用の素材シート３Ａを得る。
その素材シート３Ａを切断機７で所定長さの短冊状に切断し、シュー本体２との成形接着部に向けて送り出す。また、素材シートから所定サイズの短冊を打ち抜いてもよく
、打ち抜いた後の端材は、再度押出し成形またはカレンダーシート成形に再利用する。

次に、下準備を終えたシュー本体２を、リム２ａの外周面に接着剤を塗布して成形機の金型にセットし、そのシュー本体２のリム２ａの外周面上に短冊状に切断した素材シート３Ａを載せて加圧、加熱成形を行う。プレス成形機８の上金型と下金型でシュー本体２とその上に重ねた素材シート３Ａを締付けると、シュー本体２が成形型となって素材シート３Ａがリム２ａの外周面に沿って屈曲してリムに密着する。また、成形時の加熱により接着も同時になされる。

以上の工程を経たら、成形後のシュー本体と素材シート３Ａを炉９に導入してライニングの硬化のための熱処理を施す。そして最後に、ライニング３を研磨機１０で研磨して仕上げて完成した製品となす。

図４は比較のために示した従来の一般的なブレーキシューの製造方法である。シュー本体の下準備の工程については、この発明の製造方法はこの従来法と全く差がないが、ライニングの製造工程については明らかな差が生じている。従来法では、プレス成形機８_−１によるライニング３の予備成形、プレス成形機８_−２によるその後の熱成形、及び焼付け機１１によるシュー本体への加熱焼付け接着のそれぞれを行う必要があり、プレス工程が全部で３回となる。また、研磨機１０_−１によるライニング単体での内外面の研磨と研磨機１０_−２による最終仕上げの研磨が必要であり、研磨工程も３回となる。

これに対し、この発明の製造方法によれば、ライニングの曲げ成形とシュー本体への接
着を同時に行うので、プレス工程が１回に減少する。また、接着前のライニングの研磨が省かれて研磨工程も１回に減少する。

なお、この発明の方法で製造されるこの発明のブレーキシューは、図１に示すように、
ライニング３の両端に金型成形された型抜き用のテーパ４が形成される。ブレーキシューのライニングの両端のエッジを面取りして除去することが鳴きの抑制に有効なことがよく知られており、型抜き用のテーパ４があることでその鳴きの抑制効果も期待できるようになる。

この発明のブレーキシューの一例を示す側面図 図１のブレーキシューの正面図 この発明のブレーキシューの製造工程を示す図 ブレーキシューの従来法による製造工程を示す図 カレンダーシート成形の概要を示す図

符号の説明

１ ブレーキシュー
２ シュー本体
２ａ リム
２ｂ ウェブ
３ ライニング
３Ａ ライニング用素材シート
４ 型抜き用テーパ
５ ミキサ
６ 押出し機
７ 切断機
８，８_−１，８_−２ プレス成形機
９ 炉
１０，１０_−１，１０_−２ 研磨機
１１ 焼付け機
１２ カレンダーロール機
１２ａ〜１２ｃ ロール

Claims (5)

1. 円弧状をなすシュー本体（２）の外周に円弧状のライニング（３）が接着されたブレーキシューであって、前記ライニング（３）が、押出し成形またはカレンダーシート成形されたライニング用素材シート（３Ａ）を所定長さの短冊状に切断してシュー本体（２）上に重ね、シュー本体（２）と一体で成形接着した後に硬化処理して作られており、そのライニング（３）の両端に型抜き用のテーパ（４）が形成されていることを特徴とするブレーキシュー。
2. 前記ライニング（３）が、加硫処理によってエボナイト化するゴムを結合材として含むことを特徴とする請求項１に記載のブレーキシュー。
3. 前記ライニング（３）が、加硫処理によってエボナイト化するゴムと熱硬化性樹脂を結合材として含むことを特徴とする請求項１に記載のブレーキシュー。
4. 加硫処理によってエボナイト化する前記ゴムが、ゴム１００重量部に対して硫黄を２０〜４０重量部添加したものである請求項２または３に記載のブレーキシュー。
5. 押出し成形またはカレンダーシート成形されたライニング用素材シート（３Ａ）を所定長さの短冊状に切断してシュー本体（２）上に重ね、これを、シュー本体（２）を成形型にして成形機の上金型と下金型で締付けて円弧状かつ両端に型抜き用のテーパ（４）が形成される状態に成形し、その成形と同時にシュー本体（２）に接着した後、熱処理を施して円弧状をなすシュー本体（２）の外周に円弧状のライニング（３）が接着されたブレーキシュー（１）を得るブレーキシューの製造方法。

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