JP2017194081A - 摩擦ライニングの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維基材を含む摩擦材組成物を用いて、各部の密度が略均一な摩擦ライニングを成形する方法を提供すること。【解決手段】 結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材を含有するとともに、少なくとも一部が造粒された摩擦材組成物を準備し、摩擦ライニングの外周面を形成する凹面と、摩擦ライニングの内周面を形成する凸面と、摩擦ライニングの一対の長方形状側面を形成する側面からなる型穴を有する金型と、摩擦ライニングの一対の円弧状側面の一方の面を成形する下パンチと、摩擦ライニングの一対の円弧状側面の他方の面を成形する上パンチとを備える金型装置を用い、前記金型の型穴と前記下パンチにより形成されるキャビティに、前記摩擦材組成物を充填した後、前記下パンチと前記上パンチにより充填された摩擦材組成物を押圧して成形する。【選択図】図４

Description

本発明は、ドラムブレーキのブレーキシューに用いられる摩擦ライニングの製造法に関する。

ドラムブレーキは、車輪とともに回転するドラムの内側に、摩擦ライニングを張ったブレーキシューを、押しつけることによって摩擦力を発生し、運動エネルギーを 熱エネルギーに変換して制動させるブレーキシステムであり、拘束力が大きく、構造が簡素なため、自動車の後輪の制動、トラック等の車重の大きい車両の制動に用いられている。

ブレーキシュー１は、図１に示すように、シューリム１０と、摩擦ライニング２０から構成される。シューリム１０は、鋼材からなり、円弧状のリム部１１と、リム部１１の内径面から中心方向に向けて突出するリブ部１２からなる構造をしている。摩擦ライニング２０は、結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材を含有する摩擦材組成物を押し固めたもので、断面円弧状の形状であり、摩擦ライニング２０の内周面２１すなわち摩擦ライニングの凹面２１が、シューリム１０のリム部１１の外周面１３すなわちシューリム１０のリム部１１の凸面１３に貼り付けられている。

摩擦ライニングは、結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材を含有する摩擦材組成物を成形した後、結合材を熱硬化させて製造され、接着剤によりシューリム１０のリム部１１の外周面１３に貼り付けられる。この成形においては、図２（ａ）に示すように、円弧状に窪む成形面３１を有する下部金型３０と、円弧状に突出する成形面４５を有する上部金型４０を用い、下部金型３０の底面３１上に充填した摩擦材組成物６０を、下部金型３０の底面３１と上部金型４０の成形面４１により押圧して成形することで行われる（特許文献１等）。また、図２（ｂ）のように、下部金型３０に円弧状に突出する成形面３１を設け、上部金型４０に円弧状に窪む成形面４５を設けて成形することも行われている。

特開２０１４−０３１４１４号公報 図１

成形された摩擦ライニングの密度は、各部でバラツキがあると、偏摩耗の原因となるとともに、使用時にブレーキの効きが変化することとなる。このため、摩擦ライニングの密度は、各部で等しいことが望ましい。摩擦ライニングの密度を各部で均一にするためには、下部金型３０の底面３１上に充填した摩擦材組成物６０の充填深さを一定にして、各部で均一な圧力となるよう上部金型４０の成形面４１で押圧する必要がある。しかしながら、摩擦材組成物は、繊維基材を含むため、流動性が低いものであり、下部金型３０の成形面３１のような凹面上に、均一な充填深さとして充填することが難しい。

このことから、本発明は、繊維基材を含む摩擦材組成物を用いて、各部の密度が略均一な摩擦ライニングを成形する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の摩擦ライニングを成形する方法は、外周面と、前記外周面と対抗して配置される内周面と、前記外周面および前記内周面に接続する一対の円弧状側面と、前記外周面、前記内周面および前記一対の円弧状側面に接続する一対の長方形状側面を備える摩擦ライニングの成形方法であって、結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材を含有するとともに、少なくとも一部が造粒された摩擦材組成物を準備し、前記摩擦ライニングの外周面を形成する凹面と、前記摩擦ライニングの内周面を形成する凸面と、前記摩擦ライニングの一対の長方形状側面を形成する側面からなる型穴を有する金型と、前記摩擦ライニングの一対の円弧状側面の一方の面を成形する下パンチと、前記摩擦ライニングの一対の円弧状側面の他方の面を成形する上パンチとを備える金型装置を用い、前記金型の型穴と前記下パンチにより形成されるキャビティに、前記摩擦材組成物を充填した後、前記下パンチと前記上パンチにより充填された摩擦材組成物を押圧して成形するものである。

上記の摩擦ライニングの成形方法においては、前記金型、前記下パンチおよび前記上パンチを加熱して摩擦材組成物を加熱しながら押圧することができる。また、前記摩擦材組成物の安息角が４５°以下であることが好ましい。

本発明の摩擦ライニングの成形方法によれば、各部で略均一な密度の摩擦ライニングを簡便に成形することができるという、格別の効果を得ることができる。

ブレーキシューの構造を示す模式図であり、（ａ）が側面図、（ｂ）が斜視図である。 従来の摩擦ライニングの成形方法を示す模式図であり、（ａ）が円弧状に窪む成形面上に摩擦材組成物を充填して成形する例、（ｂ）が円弧状に突出する成形面上に摩擦材組成物を充填して成形する例である。 摩擦ライニングの斜視図である。 本発明の摩擦ライニングの成形方法で用いる金型装置の模式図である。 本発明の摩擦ライニングの成形方法の模式図であり、（ａ）が摩擦材組成物の充填状態、（ｂ）が成形状態である。

摩擦ライニング２０は、図３に示すように、円弧状の形状であり、摩擦面となる外周面２２、前記外周面２２と対抗して配置され、シューリム１０のリム部１１の外周面１３に貼り付けられる内周面２１を備えている。外周面２２と内周面２１は、一対の円弧状側面２４、および一対の長方形状側面２３に接続している。ここで一対の円弧状側面２４は略平行に配置されている。なお長方形状側面２３の形状は長方形であってもよく、正方形であってもよい。

このような形状を示す摩擦ライニング２０を成形するにあたり、本発明の摩擦ライニングの成形方法においては、原料として用いる摩擦材組成物として、摩擦材組成物を構成する結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材のうち、少なくとも一部を造粒して与えた造粒粉末とすることをと第１の特徴とする。上記のように、摩擦材組成物は繊維基材を含むため、流動性が極めて悪いが、摩擦材組成物の一部を造粒して与えることにより、摩擦材組成物の流動性を向上させることができる。一部を造粒して与えた摩擦材組成物は、安息角で４５°以下の範囲とすることが好ましい。

摩擦材造粒物を製造するにあたり、造粒方法としては、特に限定せず、押出造粒法、転動造粒法、攪拌造粒法、圧縮造粒法、流動層造粒法等を用いることができ、必要に応じて凝集剤として液体等を添加してもよい。また、造粒にあたりポリビニルアルコール等の接着成分を揮発性溶媒等に溶解した溶液を用いて湿式造粒を行う場合は、摩擦材用造粒物作製後に加熱や減圧等によって乾燥処理を行うことが好ましい。

摩擦材組成物は、全体を造粒して与えることが最も好ましいが、摩擦材組成物中に消石灰を含む場合、水を用いて湿式造粒を行うと、摩擦材組成物中の消石灰が水と反応するため、消石灰を除いた摩擦材組成物を造粒し、この造粒粉に消石灰を添加して摩擦材組成物とすることが好ましい。

摩擦材用造粒物の粒径は、ハンドリング時や秤量時の流動性、成形性の観点から平均１０〜５０００μｍとすることが好ましく、２０〜４０００μｍとするとより好ましく、５０〜３０００μｍとするとさらに好ましい。

本発明の摩擦ライニングの成形方法においては、従来の成形方法に対し摩擦ライニングを横方向から成形することを第２の特徴とする。具体的には、本発明の摩擦ライニングの成形方法は、図４に示す、摩擦ライニング２０の外周面２２を形成する凹面３２と、摩擦ライニング２０の内周面２１を形成する凸面３１と、摩擦ライニング２０の一対の長方形状側面２３を形成する側面３３からなる型穴を有する金型３０を用いとともに、摩擦ライニングの一対の円弧状側面２４については、金型３０の型穴に摺動自在に嵌合する上パンチ４０の成形面４４および下パンチ５０の成形面５４を用いて形成する。

ここで、原料となる摩擦材組成物は、図５（ａ）に示すように、金型３０の型穴と下パンチ５０により形成されるキャビティに充填され、次いで、図５（ｂ）に示すように、上パンチ４０と下パンチ５０により充填された摩擦材組成物を押圧することにより成形される。

本発明の摩擦ライニングの成形方法においては、上記のように流動性が高い摩擦材組成物を用いることから、上記の形状の金型３０の型穴であっても、摩擦材組成物を略均一に充填することができ、その結果、各部の密度が略均一な摩擦ライニングを成形することができる。

これに対し、流動性が高い摩擦材組成物を用いて、図２に示すような従来の金型で成形を行おうとすると、摩擦材組成物が、円弧状に窪む成形面３１の底部に向けて流動する結果、かえって、均一な充填を阻害することとなる。しかしながら、本発明の摩擦ライニングの成形方法で用いる上記の金型装置は下パンチ５０の成形面５４が平らであるため、原料の集中が生じることなく、金型３０の型穴と下パンチ５０により形成されるキャビティに原料となる摩擦材組成物を略均一に充填することができる。

上記の成形方法は、予備成形に用いることができる。この場合、各部が略均一な密度の予備成形体となっているので、これを用いて従来のように熱圧成形を行って摩擦ライニングとすることができる。この場合、シューリムへの摩擦ライニングの貼り付けを熱圧成形時に併せて行ってブレーキシューを製造することができる。

また、上記の成形方法においては、前記金型、前記下パンチおよび前記上パンチを加熱して、予備成形を行うことなく、直接、摩擦材組成物を熱圧成形することができる。この場合、シューリム上への摩擦ライニングの貼り付けは同時に行うことができないので、摩擦ライニングの熱圧成形後、シューリムへ接着することでブレーキシュートを製造することができる。

なお、成形にあたっては、上記のように上パンチ４０と下パンチ５０により摩擦材組成物６０を押圧して成形する、いわゆる両押し成形とすることが好ましいが、下パンチ５０を固定して上パンチ４０のみで押圧して成形する、いわゆる片押し成形としてもよい。この場合、下パンチ５０と金型３０を一体にしてもよい。ただし、下パンチ５０と金型３０を一体にする場合、金型３０の型穴から成形品を抜き出すためのノックアウトピンを別途設ける必要がある。

本発明の摩擦ライニングの成形方法により得られる摩擦ライニングは、各部で密度が略均一であり、自動車の後輪の制動、トラック等の車重の大きい車両の制動等に用いられるドラムブレーキのブレーキシューに好適なものである。

１…ブレーキシュー，１０…シューリム，２０…摩擦ライニング，２１…内周面，２２…外周面，２３…長方形状側面，２４…円弧状側面，３０…金型，３１…型穴の凸面，３２…型穴の凹面，３３…型穴の側面，４０…上パンチ，４４…成形面，５０…下パンチ，５４…成形面，６０…摩擦材組成物

Claims (3)

1. 外周面と、
   前記外周面と対抗して配置される内周面と、
   前記外周面および前記内周面に接続する一対の円弧状側面と、
   前記外周面、前記内周面および前記一対の円弧状側面に接続する一対の長方形状側面を備える摩擦ライニングの成形方法であって、
   結合材、有機充填材、無機充填材、および繊維基材を含有するとともに、少なくとも一部が造粒された摩擦材組成物を準備し、
   前記摩擦ライニングの外周面を形成する凹面と、前記摩擦ライニングの内周面を形成する凸面と、前記摩擦ライニングの一対の長方形状側面を形成する側面からなる型穴を有する金型と、
   前記摩擦ライニングの一対の円弧状側面の一方の面を成形する下パンチと、
   前記摩擦ライニングの一対の円弧状側面の他方の面を成形する上パンチとを備える金型装置を用い、
   前記金型の型穴と前記下パンチにより形成されるキャビティに、前記摩擦材組成物を充填した後、前記下パンチと前記上パンチにより充填された摩擦材組成物を押圧して成形する摩擦ライニングの成形方法。
2. 前記金型、前記下パンチおよび前記上パンチを加熱して摩擦材組成物を加熱しながら押圧して熱圧成形する請求項１に記載の摩擦ライニングの成形方法。
3. 前記摩擦材組成物の安息角が４５°以下である請求項１または２に記載の摩擦ライニングの成形方法。

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