JP2010270768A - Adhesion method of brake lining - Google Patents
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Description
この発明は、例えばディスクブレーキ用のブレーキパッドを構成するライニングを、プレッシャプレートに対し接着固定する方法の改良に関し、大きな接着強度を得られる接着方法の実現を図るものである。 The present invention relates to an improvement in a method for adhering and fixing a lining constituting a brake pad for a disc brake, for example, to a pressure plate, and aims to realize an adhering method capable of obtaining a large adhesive strength.
自動車等の車両の制動を行う為のブレーキとして従来から、例えば、特許文献1〜2に記載された様なディスクブレーキが知られている。図4〜5は、このうちの特許文献1に記載されたディスクブレーキを示している。このディスクブレーキは、サポート1と、インナパッド2及びアウタパッド3と、キャリパ4とを備える。これらインナ、アウタ両パッド2、3は前記サポート1のパッド保持部に、ロータ5の軸方向(図4の表裏方向、図5の上下方向)の変位を可能に保持している。又、これら両パッド2、3は、それぞれ特許請求の範囲に記載した補強板であるプレッシャプレート6、6の前面(互いに対向する面)に、摩擦材であるライニング7、7を添着固定して成る。制動を行う場合には、前記キャリパ4のシリンダ部8内に油圧を導入し、ピストン9により前記インナパッド2のライニング7を前記ロータ5のインナ側面に、前記アウタパッド3のライニング7を前記ロータ5の外側面に、それぞれ押し付ける。 Conventionally, for example, disk brakes described in Patent Documents 1 and 2 are known as brakes for braking a vehicle such as an automobile. 4-5 has shown the disc brake described in patent document 1 among these. This disc brake includes a support 1, an inner pad 2 and an outer pad 3, and a caliper 4. Both the inner and outer pads 2 and 3 are held by the pad holding portion of the support 1 so as to be able to be displaced in the axial direction of the rotor 5 (front and back direction in FIG. 4 and vertical direction in FIG. 5). Further, these pads 2 and 3 are respectively fixed by attaching linings 7 and 7 as friction materials on the front surfaces (surfaces facing each other) of the pressure plates 6 and 6 as reinforcing plates described in the claims. Become. When braking, hydraulic pressure is introduced into the cylinder portion 8 of the caliper 4, and the lining 7 of the inner pad 2 is placed on the inner side surface of the rotor 5 by the piston 9 and the lining 7 of the outer pad 3 is placed on the rotor 5. Press against the outer surface of each.
前記両パッド2、3を構成するプレッシャプレート6、6は、十分な強度及び剛性を確保すべく、鋼板製としている。又、前記ライニング7、7は、上記ロータ5の側面との間の摩擦係数、並びに、必要とする耐摩耗性を確保できる材料として、例えば燒結金属等を使用している。この様なプレッシャプレート6、6とライニング7、7とは、接着により固定しているが、これらプレッシャプレート6、6とライニング7、7との接合面には、制動時に、大きな剪断方向の力が加わる。即ち、これらライニング7、7に前記ロータ5の側面との摩擦に伴って、このロータ5の回転方向に向いた大きな力(ブレーキトルク)が加わるのに対して、前記プレッシャプレート6、6は、前記サポート1に保持されて、そのままの位置に止まろうとする。この結果、前記接合面に前記大きな力が加わる。 The pressure plates 6 and 6 constituting both the pads 2 and 3 are made of steel plates to ensure sufficient strength and rigidity. The linings 7 and 7 are made of, for example, sintered metal or the like as a material that can ensure the coefficient of friction with the side surface of the rotor 5 and the required wear resistance. The pressure plates 6 and 6 and the linings 7 and 7 are fixed by adhesion. However, a large shearing force is applied to the joint surface between the pressure plates 6 and 6 and the linings 7 and 7 during braking. Will be added. That is, a large force (brake torque) in the rotational direction of the rotor 5 is applied to the linings 7 and 7 along with friction with the side surface of the rotor 5, whereas the pressure plates 6 and 6 It is held by the support 1 and tries to stop at the same position. As a result, the large force is applied to the joint surface.
この様な大きな力に拘らず、この接合面に剥離等の損傷が発生しない様にすべく従来から、例えば本発明の実施例を示す図1〜2の様に、プレッシャプレート6aの一部に係止孔10、10を形成すると共に、ライニング7aの一部に、これら各係止孔10、10に嵌合する係止凸部11、11を設ける事が行われている。そして、これら各係止孔10、10とこれら各係止凸部11、11との機械的係合に基づき、上記大きな力に対する耐性を向上させ、前記プレッシャプレート6aと前記ライニング7aとの接合面に前記損傷が発生しない様にする事が行われている。これに対して、やはり本発明の実施例を示す図3の様に、プレッシャプレート6bに係止孔を設けず、このプレッシャプレート6bとライニング7bとを接着のみで結合固定する事も、広く行われている。
Regardless of such a large force, in order to prevent damage such as peeling on the joint surface, it has been conventionally applied to a part of the
図1〜3に示した何れのブレーキパッド12a、12bにしても、厳しい使用条件下でも、より優れた信頼性及び耐久性を確保する為には、前記プレッシャプレート6a、6bと前記ライニング7a、7bとの接着強度を十分に確保する事が重要である。この為に従来は、次の様な工程で、プレッシャプレートを構成する金属板(鋼板)にライニングを接着固定していた。先ず、この金属板に、脱脂処理→洗浄→化成処理を順次施した後、この金属板の片面でライニングを接着すべき面(以下「接着面」とする)に、プライマー処理及び焼き付け処理を施して、接着剤を塗布する。その後、予備成形されたこのライニングの素材を前記プレッシャプレートに重ね合わせ、加熱しながら加圧する事により、この素材を圧縮成形して前記ライニングとすると同時に、前記プレッシャプレートに接着する。
In any of the
この様にしてライニングとプレッシャプレートとを接着固定する事により、一般的な使用条件下では、これらライニングとプレッシャプレートとの接合強度を十分に確保できる。特に図1〜2に示した構造の様に、プレッシャプレート6a側の係止孔10、10とライニング7a側の係止凸部11、11とを機械的に係合させれば、前記回転方向に向いた大きな力に対する耐性をより向上させられる。但し、より厳しい使用条件下でも、より十分な信頼性及び耐久性を確保する為には、前記接合強度をより向上させる事が望まれる。
By bonding and fixing the lining and the pressure plate in this manner, sufficient bonding strength between the lining and the pressure plate can be ensured under general use conditions. In particular, as in the structure shown in FIGS. 1 and 2, if the
この様な事情に鑑みて、特許文献3には、ライニングとの接着に先立って、ショットブラスト又はバレル加工により、プレッシャプレートの接着面の錆を落とすと同時に、この接着面に、予め高さが5〜50μmの凹凸を形成する事が記載されている。この様に凹凸を形成したプレッシャプレートの接着面には、リン酸塩金属被膜を被覆し、更にプライマー処理をしてから、接着剤によりライニングを接着するとしている。 In view of such circumstances, Patent Document 3 discloses that, prior to bonding with the lining, rust is removed from the bonding surface of the pressure plate by shot blasting or barrel processing, and at the same time, the bonding surface has a height in advance. It describes that irregularities of 5 to 50 μm are formed. The adhesive surface of the pressure plate having such irregularities is coated with a phosphate metal film, further subjected to a primer treatment, and then the lining is bonded with an adhesive.
この様な特許文献3に記載された様な接着方法によれば、前記凹凸のアンカ効果(機械的係合)により、前記回転方向に向いた大きな力に対する耐性を、或る程度は向上させられるが、厳しい使用条件下での信頼性及び耐久性の確保の面からは、未だ改良の余地がある。例えば、海岸地帯での使用時に、ライニングとプレッシャプレートとの接合面の端部に微小な剥離が生じ、この部分でプレッシャプレートに錆が発生し、この錆の体積膨張に伴って、剥離が進行する可能性がある。この様な状況では、前記大きな力が残りの接合部分に加わる為、この接合部分の接着強度を少しでも高くする事が望ましい。前記特許文献3に記載された従来技術の場合、前記凹凸は、ショットブラスト又はバレル加工により造るものであって、比較的滑らかなものである為、前記アンカ効果は低く、前記接合面の接着強度を、必ずしも十分に向上させられるとは言えない。 According to such a bonding method as described in Patent Document 3, the resistance to a large force in the rotational direction can be improved to some extent by the anchor effect (mechanical engagement) of the unevenness. However, there is still room for improvement in terms of ensuring reliability and durability under severe use conditions. For example, during use in a coastal area, minute separation occurs at the end of the joint surface between the lining and the pressure plate, and rust is generated on the pressure plate at this part, and separation progresses with the volume expansion of this rust. there's a possibility that. In such a situation, since the large force is applied to the remaining joint portion, it is desirable to increase the bonding strength of the joint portion as much as possible. In the case of the prior art described in Patent Document 3, the unevenness is made by shot blasting or barrel processing, and is relatively smooth, so the anchor effect is low, and the adhesive strength of the joint surface Is not necessarily improved sufficiently.
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、プレッシャプレート等の補強板の接着面とライニングとの接合強度を向上させられるブレーキライニングの接着方法を実現すべく発明したものである。 In view of the above-described circumstances, the present invention has been invented to realize a brake lining bonding method capable of improving the bonding strength between a bonding surface of a reinforcing plate such as a pressure plate and a lining.
本発明のブレーキライニングの接着方法は、制動時に制動用回転体と摩擦係合するライニングを補強板に対し接着固定する為の方法である。
特に、本発明のブレーキライニングの接着方法では、上記補強板を洗浄した後、この補強板のうちで少なくとも前記ライニングを接着すべき面である接着面に、スパッタエッチングにより微細な多数の円錐状突起を形成する。これら各円錐状突起は、請求項2に記載した発明の様に、それぞれの直径が(0.5μm以上)1.0μm以下、高さが0.5〜1.0μmであり、前記接着面に、密に形成する。この様な円錐状突起を形成した後、この接着面に、リン酸塩処理を施してから接着剤を塗布した後、この接着面に前記ライニングを、加熱、加圧成形しつつ接着固定する。
尚、上記リン酸塩処理は、上記接着面の脱脂洗浄(接着阻害物の除去)、並びに、この接着面の表面張力の増大(接着剤との濡れ性向上)により、この接着面に対する上記ライニングの接着性を向上させる為に行う。この様な目的で行うリン酸塩処理の為のリン酸塩としては、リン酸亜鉛、リン酸鉄が使用可能であるが、前記プレッシャプレート等の補強板が鋼板である場合、リン酸鉄を使用する事が好ましい。又、前記接着剤としては、溶剤型のものも、粉体のものも、何れも使用可能である。
The method for bonding a brake lining according to the present invention is a method for bonding and fixing a lining that frictionally engages with a braking rotor during braking to a reinforcing plate.
In particular, in the method for bonding a brake lining according to the present invention, after cleaning the reinforcing plate, a large number of fine conical protrusions are formed by sputter etching on at least the bonding surface to which the lining is to be bonded. Form. Each of these conical protrusions has a diameter (0.5 μm or more) of 1.0 μm or less and a height of 0.5 to 1.0 μm as in the invention described in claim 2, Form densely. After forming such a conical protrusion, the adhesive surface is subjected to a phosphate treatment and then an adhesive is applied, and then the lining is bonded and fixed to the adhesive surface while being heated and pressure-molded.
In addition, the phosphating is performed by degreasing and cleaning the adhesive surface (removing an adhesion inhibitor) and increasing the surface tension of the adhesive surface (improving the wettability with the adhesive). This is done to improve the adhesion. As the phosphate for the phosphate treatment performed for such a purpose, zinc phosphate and iron phosphate can be used. When the reinforcing plate such as the pressure plate is a steel plate, iron phosphate is used. It is preferable to use it. As the adhesive, either a solvent type or a powder type can be used.
本発明の接着方法の過程でプレッシャプレート等の補強板の接着面に形成する、多数の微細な円錐状突起は、前述の特許文献3に記載された発明の場合に接着面に形成する凹凸に比べて鋭い(尖った)形状を有し、しかも、密に形成される(単位面積当たりの個数が多くなる)。即ち、イオンビームを被加工面(接着面)に照射する事により、この被加工面に存在する原子をはじき出してこの被加工面をエッチングするスパッタエッチングによれば、前記接着面に、尖った円錐状突起を、密に形成できる。又、ライニングの内面(この接着面と当接する面)には、このライニングを加圧成形しつつ接着固定する過程で、前記各円錐状突起と密に嵌合する微小凹孔が形成される。この為、前記補強板の接着面と前記ライニングの内面との接合面では、前記各円錐状突起と前記各微小凹孔とが、多数箇所で噛み合った状態になる。しかも、これら各円錐状突起及び各微小凹孔の周面の、前記接合面の面方向に対する傾斜角度は、前記特許文献3に記載された発明に於ける凹凸に比べて急である。この様に本発明の製造方法により造られたブレーキパッド(或いはブレーキシュー)の場合には、多数の微小突起と多数の微小凹孔とが、力の作用方向に対し急角度で係合する為、前記接合面の面方向に働く力に対するアンカ効果が大きくなる。この結果、非常に厳しい使用条件下でも、前記ブレーキパッド(或いはブレーキシュー)の信頼性及び耐久性を十分に確保できる。 In the process of the bonding method of the present invention, a large number of fine conical projections formed on the bonding surface of a reinforcing plate such as a pressure plate are formed on the unevenness formed on the bonding surface in the case of the invention described in Patent Document 3 described above. Compared with a sharp (pointed) shape, it is densely formed (the number per unit area increases). That is, by irradiating an ion beam to a work surface (adhesion surface), atoms existing on the work surface are sputtered to etch the work surface, and according to sputter etching, a sharp cone is formed on the adhesion surface. The protrusions can be formed densely. Further, on the inner surface of the lining (the surface that comes into contact with the bonding surface), minute concave holes that are closely fitted to the conical protrusions are formed in the process of bonding and fixing the lining while being pressure-molded. For this reason, the conical protrusions and the minute concave holes are in mesh with each other at the joint surface between the adhesive surface of the reinforcing plate and the inner surface of the lining. Moreover, the inclination angle of the peripheral surfaces of the conical protrusions and the minute concave holes with respect to the surface direction of the joint surface is steep compared to the unevenness in the invention described in Patent Document 3. Thus, in the case of the brake pad (or brake shoe) manufactured by the manufacturing method of the present invention, a large number of minute protrusions and a large number of minute concave holes are engaged at a steep angle with respect to the direction of the force. The anchor effect on the force acting in the surface direction of the joint surface is increased. As a result, the reliability and durability of the brake pad (or brake shoe) can be sufficiently ensured even under extremely severe use conditions.
本発明の効果を確認する為に行った実験に就いて説明する。この実験では、次に述べる様にして、本発明の技術的範囲に属する3種類の試験片(実施例1〜3)と、本発明の技術的範囲からは外れる2種類の試験片(比較例1〜2)との、合計5種類の試験片を造った。
[実施例1]
図1〜2に示した様に、複数(実際の場合には4個)の係止孔10、10を有する鋼板製のプレッシャプレート6aを有機溶剤により脱脂した後、スパッタエッチングにより、このプレッシャプレート6aの接着面(前面)に、多数の微小突起を形成した。上記各係止孔10、10の内径は16mmとした。
次いで、この接着面に、接着剤との接着性向上の為のリン酸鉄処理を施した後、接着剤を塗布した。この接着剤としては、溶剤型の接着剤である、ポリビニルブチラール変性フェノール樹脂を使用した。
上記接着剤の塗布後、常温で48時間放置してこの接着剤を乾燥した後、前記プレッシャプレート6aの接着面に、予備成形したライニングの素材を重ね合わせ、160℃に加熱しながら50MPaで加圧する事により、この素材を圧縮成形してライニング7aとし、更に1MPaで加圧しつつ、250℃で1時間加熱して、このライニング7aを前記プレッシャプレート6aに接着し、図1に示したブレーキパッド12aとした。これらライニング7aとプレッシャプレート6aとの接着面積は、40cm2 とした。
An experiment conducted for confirming the effect of the present invention will be described. In this experiment, as described below, three types of test pieces (Examples 1 to 3) belonging to the technical scope of the present invention and two types of test pieces (comparative examples) deviating from the technical scope of the present invention. A total of five types of test pieces, 1 and 2), were prepared.
[Example 1]
As shown in FIGS. 1 and 2, after the steel
Next, this adhesive surface was subjected to iron phosphate treatment for improving adhesiveness with the adhesive, and then the adhesive was applied. As this adhesive, a polyvinyl butyral modified phenolic resin, which is a solvent-type adhesive, was used.
After the adhesive is applied, the adhesive is dried by allowing it to stand at room temperature for 48 hours, and then a preformed lining material is superimposed on the adhesive surface of the
[実施例2]
図3に示した様に、無孔のプレッシャプレート6bとライニング7bとを、上述した実施例1の場合と同様にして接着した。これらプレッシャプレート6bとライニング7bとの接着面積は、前記プレッシャプレート6bに孔がない分だけ、前記実施例1よりも広くした。
[実施例3]
接着剤としてエポキシ変性フェノール樹脂を使用した以外は、上述した実施例1の場合と同様にして、図1〜2に示す様に、プレッシャプレート6aとライニング7aとを接着した。
[Example 2]
As shown in FIG. 3, the
[Example 3]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[比較例1]
プレッシャプレート6aの接着面に、実施例1の様なスパッタエッチングではなく、ショットブラストにより凹凸を形成した。凹凸の高さは、20μmRzとした。それ以外の点は前記実施例1の場合と同様にして、前記プレッシャプレート6aとライニング7aとを接着した。
[比較例2]
図3に示した様に、無孔のプレッシャプレート6bとライニング7bとを、上述した比較例1の場合と同様にして接着した。これらプレッシャプレート6bとライニング7bとの接着面積は、前記プレッシャプレート6bに孔がない分だけ、前記比較例1よりも広くした。
[Comparative Example 1]
Irregularities were formed on the adhesive surface of the
[Comparative Example 2]
As shown in FIG. 3, the
これら5種類の試験片に就いて、それぞれ接合面の接着強度を知る為の剪断試験に供した。この剪断試験は、ブレーキパッドの製造技術の分野で広く知られた試験方法であり、プレッシャプレート6a、6bを固定した状態でライニング7a、7bに、前記接合面と平行な方向の力を加え、この接合面が剪断破壊するに至った力の大きさを測定すると共に、この剪断破壊の発生状況を観察する事により行った。この様な剪断試験の結果に就いて、次の表1に示す。尚、この表1中、母材破壊面積が100%であるとは、剪断破壊が前記ライニング7a、7b部分でのみ発生した事を示している。これに対して母材破壊面積が85%、90%、55%とは、接合面での剥離が15%、10%、45%であった事を示している。更に、厚みが大であるとは、剪断破壊後にプレッシャプレート6a、6bの側に、比較的厚さ寸法が大きなライニング7a、7bが残った事を示している。これに対して、厚みが小であるとは、剪断破壊後にプレッシャプレート6a、6bの側に残ったライニング7a、7bの厚さ寸法が極く薄かった事を示している。
These five types of test pieces were each subjected to a shear test to know the adhesive strength of the joint surface. This shear test is a test method widely known in the field of brake pad manufacturing technology. With the
上述の様な試験の結果を表した表1の記載から明らかな通り、本発明のブレーキライニングの接着方法によれば、前述の特許文献3に記載された従来方法の場合に比べて、前記プレッシャプレート6a、6bと前記ライニング7a、7bとの接着強度を向上させられる。特に、高温(300℃)時の接着強度を、前記従来方法に比べて大幅に向上させられる為、ブレーキの使用に伴う温度上昇時に於ける信頼性及び耐久性を確保する面から有利になる。
As is apparent from the description of Table 1 showing the results of the test as described above, according to the brake lining bonding method of the present invention, the pressure is higher than that of the conventional method described in Patent Document 3 described above. The adhesive strength between the
以上の説明は、本発明をディスクブレーキ用のブレーキパッドに適用する場合に就いて述べたが、本発明の製造方法は、ドラムブレーキ用のブレーキシューに関して実施する事もできる。 Although the above description has been given of the case where the present invention is applied to a brake pad for a disc brake, the manufacturing method of the present invention can also be implemented for a brake shoe for a drum brake.
1 サポート
2 インナパッド
3 アウタパッド
4 キャリパ
5 ロータ
6、6a、6b プレッシャプレート
7、7a、7b ライニング
8 シリング部
9 ピストン
10 係止孔
11 係止凸部
12a、12b ブレーキパッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support 2 Inner pad 3 Outer pad 4 Caliper 5
Claims (2)
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JP2009120499A JP2010270768A (en) | 2009-05-19 | 2009-05-19 | Adhesion method of brake lining |
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- 2009-05-19 JP JP2009120499A patent/JP2010270768A/en active Pending
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