JP2018115750A - Friction material heating device and heating method - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、摩擦材の加熱装置および加熱方法を開示する。 The present application discloses a heating device and a heating method for a friction material.
車両やその他各種の機械で用いられるブレーキには、通常、摩擦材が備わっている。摩擦材は、運動エネルギーを熱エネルギーに変換する部材なので、複数回連続して制動すると摩擦面が高温になり、所望の効き性能が発揮されるようになる。そこで、摩擦材の製造ラインでは、初期フェード対策として、出荷前に予め摩擦面を加熱する処置が行われる(例えば、特許文献1−2を参照)。 Brakes used in vehicles and various other machines are usually equipped with friction materials. Since the friction material is a member that converts kinetic energy into thermal energy, the friction surface becomes hot when braking continuously for a plurality of times, and desired effectiveness performance is exhibited. Therefore, in the friction material production line, as a measure against initial fading, a treatment for heating the friction surface in advance is performed before shipment (see, for example, Patent Document 1-2).
摩擦材の摩擦面を加熱する温度や時間などの条件は、製品の種別毎に異なる。よって、様々な種類の摩擦材を取り扱う製造ラインでは、加熱する摩擦材の種類に応じた加熱温度や加熱時間の管理が行われる。加熱温度や加熱時間の管理手法としては、例えば、摩擦材のサンプルを試験的に加熱して得た摩擦材の種類と適正な加熱時間との相関関係に従い、加熱時間を調整する手法が挙げられる。しかし、当該手法は、加熱した摩擦面の状態を直接確認する手法ではないため、コンベア等に複数ワークが並んだ搬送状態においてワークそれぞれの個別計量をすることが出来ず、出荷する摩擦材の摩擦面が適正に加熱されていることを正確に把握することは困難である。 Conditions such as temperature and time for heating the friction surface of the friction material are different for each type of product. Therefore, in a production line that handles various types of friction materials, management of the heating temperature and the heating time according to the type of friction material to be heated is performed. As a management method of the heating temperature and the heating time, for example, there is a method of adjusting the heating time according to the correlation between the type of friction material obtained by experimentally heating the friction material sample and the appropriate heating time. . However, since this method is not a method for directly checking the state of the heated friction surface, it is not possible to individually measure each workpiece in a conveying state where a plurality of workpieces are arranged on a conveyor or the like, and the friction of the friction material to be shipped It is difficult to accurately grasp that the surface is properly heated.
そこで、本発明は、摩擦材の摩擦面をワーク毎に適正に加熱可能にすることを解決課題とする。 Then, this invention makes it a solution subject to enable the friction surface of a friction material to be heated appropriately for every workpiece | work.
上記課題を解決するため、本発明では、摩擦材の重量変化を測定しながら加熱することにした。 In order to solve the above problems, in the present invention, heating is performed while measuring the change in the weight of the friction material.
詳細には、本発明は、ブレーキ用摩擦材の表面を加熱する摩擦材の加熱装置であって、摩擦材の表面を加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱する際に摩擦材が支持される部位を形成する摩擦材支持部と、摩擦材支持部に支持される摩擦材の重量変化を測定する計量部と、を備える。 More specifically, the present invention relates to a friction material heating device for heating the surface of a friction material for a brake, the heating means for heating the surface of the friction material, and the friction material being supported when heated by the heating means. A friction material support portion that forms a portion to be measured, and a measuring portion that measures a change in weight of the friction material supported by the friction material support portion.
上記の加熱装置によれば、摩擦材支持部に支持された摩擦材の重量変化を測定することができる。よって、摩擦材の加熱中に摩擦材の重量変化を監視すれば、加熱に伴う摩擦材の重量変化を基に、摩擦材の焼き度合いをワーク毎に定量的に把握することができる。摩擦材の焼き度合いをワーク毎に定量的に把握することができれば、摩擦材の摩擦面をワーク毎に適正に加熱することが可能になる。 According to said heating apparatus, the weight change of the friction material supported by the friction material support part can be measured. Therefore, if the weight change of the friction material is monitored during the heating of the friction material, the degree of baking of the friction material can be quantitatively grasped for each workpiece based on the weight change of the friction material accompanying the heating. If the degree of baking of the friction material can be grasped quantitatively for each workpiece, the friction surface of the friction material can be appropriately heated for each workpiece.
なお、摩擦材支持部は、摩擦材を上端で支持する支柱を有し、計量部は、支柱から受ける荷重を基に摩擦材の重量変化を測定するものであってもよい。摩擦材支持部がこのように構成されていれば、計量部が受ける熱の影響を抑制することができる。 The friction material support portion may have a support column that supports the friction material at the upper end, and the measuring unit may measure a change in weight of the friction material based on a load received from the support column. If the friction material support portion is configured in this way, the influence of heat received by the measuring portion can be suppressed.
また、上記加熱装置は、摩擦材の重量変化が所定量に達したことを計量部で検知すると、摩擦材の加熱を停止する制御部を更に備えるものであってもよい。摩擦材の加熱を停止する手法としては、例えば、加熱手段の停止、加熱手段からの摩擦材の離間、及び、摩擦材に対する空気の吹き付けのうち少なくとも何れかの手法が挙げられる。このような制御部が備わっていれば、摩擦材への加熱を自動的に止められるので、人為的な加熱不良を防ぐことができる。 The heating device may further include a control unit that stops heating the friction material when the weighing unit detects that the weight change of the friction material has reached a predetermined amount. Examples of the method for stopping the heating of the friction material include at least one of a method for stopping the heating unit, a separation of the friction material from the heating unit, and a blowing of air to the friction material. If such a control unit is provided, the heating to the friction material can be automatically stopped, so that artificial heating failure can be prevented.
また、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、ブレーキ用摩擦材の表面を加熱する摩擦材の加熱方法であって、加熱手段によって表面が焼かれていく状態の摩擦材の重量変化を監視し、重量変化に基づいて、加熱手段による摩擦材の加熱を停止するものであってもよい。 The present invention can also be understood from a method aspect. For example, the present invention is a friction material heating method for heating the surface of a friction material for a brake, monitoring the change in weight of the friction material in a state where the surface is baked by the heating means, and based on the change in weight, The heating of the friction material by the heating means may be stopped.
本発明であれば、摩擦材の摩擦面をワーク毎に適正に加熱することが可能となる。 If it is this invention, it will become possible to heat the friction surface of a friction material appropriately for every workpiece | work.
以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様を例示したものであり、本願発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiment described below exemplifies one aspect of the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention to the following aspect.
図1は、摩擦材の加熱装置の概略構成図である。加熱装置1は、ディスクブレーキの摩擦材の摩擦面を加熱する装置であり、摩擦材の製造において行われるいわゆる表面焼なる工程で用いられる装置である。加熱装置1は、図1に示すように、加熱炉2、加熱器3(本願でいう「加熱手段」の一例である)、支柱4、計量装置6、制御装置8を備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a friction material heating apparatus. The
加熱炉2は、摩擦材9の摩擦面を加熱するスペースを内部に形成する炉であり、煙や臭気の飛散を防ぐことも可能で、摩擦材9を収容可能な大きさを有する。加熱炉2は、摩擦材9を出し入れするための出入口7を側面に有する。よって、摩擦材9を加熱炉2の側方から出し入れ可能である。また、加熱炉2の底部には、支柱4が通る孔5が設けられている。
The
加熱器3は、加熱炉2の内部空間の上部に固定されている。加熱器3は、加熱器3の下側に配置される摩擦材9を加熱する加熱器である。加熱器3は、摩擦材9の摩擦面を所定の温度にすることができる加熱手段であれば如何なるものであってもよく、例えば、カーボンヒータ、火炎を放射するバーナー、電熱線、その他の各種加熱手段を適用可能である。
The
支柱4は、摩擦材9を支柱上端4S(本願でいう「摩擦材支持部」の一例である)で支持する棒状の部材であり、下端が計量装置6に固定されている。支柱4は、加熱炉2の孔5に挿通されている。よって、治具10に載置された摩擦材9が支柱上端4Sに載ると、
治具10と摩擦材9の重量が計量装置6に加わる。支柱4は、適当な長さを有する棒状体であるため、計量装置6に伝わる加熱器3の熱量を抑制し、保護する機能を兼ね備える。
The
The weights of the
計量装置6は、支柱上端4Sに載置される摩擦材9の重量変化を測定する装置である。計量装置6は、摩擦材9の加熱による炭化や水分の蒸発に伴う摩擦材9の重量の変化を測定することができる。計量装置6は、摩擦材9の重量変化を測定することが可能な計量装置であれば如何なるものであってもよく、例えば、ロードセル式、電磁式、機械式、その他各種方式の計量装置を適用可能である。
The
制御装置8は、計量装置6の計測値に基づいて加熱器3を制御する制御装置である。なお、加熱器3を加熱装置1のオペレータが手動で制御する場合、制御装置8は省略可能である。
The control device 8 is a control device that controls the
図2は、摩擦材9を動かす機構を示した図である。加熱装置1は、出入口7を通じて加熱炉2の内外へ摩擦材9を出し入れする出し入れ装置11と、支柱4が固定された計量装置6を上下に昇降する昇降装置12とを備える。出し入れ装置11は、治具10を横方向へスライド可能なレール11a,11bを有する。また、出し入れ装置11には、レール11a,11bに載った治具10をレール11a,11bの長手方向沿いに動かす図示しない駆動機構が備わっている。昇降装置12は、計量装置6を昇降させるためのシリンダ12b、シリンダ12bに嵌るピストン12c、ピストン12cの上端に固定されるプレート12dを備える。計量装置6は、プレート12dに固定されている。昇降装置12が作動すると、ピストン12cが押し上げられてプレート12dが上昇したり、ピストン12cが引き下げられてプレート12dが下降したりする。出し入れ装置11や昇降装置12は、制御装置8に制御されてもよいし、或いは、その他の制御装置に制御されてもよい。
FIG. 2 is a view showing a mechanism for moving the
図3は、加熱装置1において実現される動作内容を示したフローチャートである。以下、加熱装置1において実現される動作内容について説明する。なお、以下に説明する加熱装置1の動作内容は、制御装置8あるいはその他の制御装置で自動的に実現される。さらに一部または全部の動作内容が手動で実現されてもよい。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation content realized in the
加熱装置1においては、まず、摩擦材9を治具10に載せた状態のままで加熱炉2の内部へ移送する動作が出し入れ装置11によって行われる(S101)。次に、昇降装置12が僅かに作動して計量装置6が上昇し、摩擦材9を載せた治具10が支柱4に支持された状態になると、計量装置6が出力する計測値の基準点の確認が行われる(S102)。基準点の確認は、いわゆるゼロ点調整であってもよいし、単なる計測値の記録であってもよい。計量装置6が出力する計測値の基準点の確認が行われた後、摩擦材9の加熱が開始される(S103)。すなわち、加熱器3がオンになり、昇降装置12が作動して計量装置6が上昇し、摩擦材9が加熱器3の付近へ移動する。加熱器3がオンの状態で摩擦材9が加熱器3の付近へ配置されると、摩擦材9の摩擦面が焼け始める。摩擦材9の摩擦面が焼け始めると、摩擦材9の摩擦面で加熱による炭化や水分の蒸発が行われ、摩擦材9の質量が低下する。摩擦材9の質量が低下すると、計量装置6によって計測される摩擦材9の重量の計測値が下がる(S104)。摩擦材9の重量変化が所定量に達すると摩擦材9の加熱が停止される(S105)。すなわち、加熱器3がオフになり、昇降装置12が作動して計量装置6が下降し、摩擦材9を載せた治具10が再びレール11a,11bに載る。なお、所定量とは、摩擦材9の摩擦面が設計上のブレーキ性能を使用開始初期から発揮できるように設定される摩擦材9の焼き減量であり、例えば、製品毎に予め適宜設定される。摩擦材9の加熱が停止された後は、摩擦材9を治具10に載せた状態のままで加熱炉2の外部へ移送する動作が出し入れ装置11によって行われる(S106)。
In the
図4は、出し入れ装置11及び昇降装置12の動作内容を示した図である。上述のステップS101においては、図4(A)に示されるように、摩擦材9を治具10に載せた状態のままで加熱炉2の内部へ移送する動作が出し入れ装置11によって行われる。また、上述のステップS102においては、計量装置6が僅かに上昇することにより、摩擦材9を載せた治具10が支柱4に支持された状態になる。また、上述のステップS104においては、図4(C)に示されるように、計量装置6が上昇して摩擦材9が加熱器3の付近へ移動する動作が昇降装置12によって行われる。
FIG. 4 is a diagram showing the operation contents of the taking in / out
図5は、加熱器3で摩擦材9を焼いている際に計量装置6で観測される重量の指示値の変化を示した図である。摩擦材9の加熱が開始されると、摩擦材9の摩擦面が焼け始める。摩擦材9の摩擦面が焼け始めると、摩擦材9の摩擦面で加熱による炭化や水分の蒸発が行われるため、摩擦材9の質量が低下する。摩擦材9の質量が低下すると、図5に示されるように、計量装置6によって計測される摩擦材9の重量の計測値が下がる。摩擦材9の焼き減量が所定の適当な管理幅の範囲内に達し、摩擦材9の加熱が停止された後も、摩擦材9の重量の低下は、摩擦材9の自燃や残留熱による水分の揮散により暫く継続することもある。よって、例えば、焼き減量による摩擦材9の重量低下が適当なところで、出し入れ装置11やその他の搬送ロボットが摩擦材9を取り出すようにすることで、摩擦材9を加熱炉2の周囲の空気に曝して冷却し、自燃や残留熱による摩擦材9の重量の降下を速やかに停止あるいは抑制することが好ましい。
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in the weight indication value observed by the weighing
なお、図5では、加熱開始後、摩擦材9の重量が上昇することなく低下している。しかし、例えば、加熱器3がガスバーナーの場合、摩擦材9が火炎の圧力を受ける為、加熱開始後、摩擦材9の重量が一旦上昇した後に低下する傾向が現れることもある。
In FIG. 5, after the start of heating, the weight of the
上記実施形態の加熱装置1を用いれば、摩擦材9の摩擦面の焼き度合いを摩擦材9の重量に基づいて定量的に把握することができるため、経験的に設定された規定の加熱時間に沿って焼く場合に比べて摩擦面を適正に焼くことができる。よって、例えば、雰囲気温度の変化や加熱器3の劣化といった各種要因に伴う加熱不良を抑制し、歩留まりの向上が図られる。また、上記実施形態の加熱装置1を用いれば、摩擦材9の摩擦面の焼き度合いを摩擦材9のワーク毎に把握することができる。摩擦材9の摩擦面の焼き度合いを摩擦材9のワーク毎に把握することができると、ワーク毎に適正な加熱を実現することができるため、製品種別毎にも対応することができる。ここで、製品種別毎とは、ライニング部分の面積、厚み、ライニングを構成する材料の特性の違いを指している。製品種別毎の対応が可能であれば、例えば、加熱装置1が多品種少量生産のラインに用いられる場合に有利である。また、個別の品質管理にも有効である。
If the
なお、上記実施形態では、加熱炉2の中に1つの摩擦材9が収容されていたが、加熱炉2の中には複数の摩擦材9が収容されてもよい。この場合、計量装置6は、1つの加熱炉2に対し複数備わっていてもよい。
In the above embodiment, one
また、上記実施形態では、摩擦材9が棒状の支柱4に支持されていたが、加熱器3の熱による支障が計量装置6に無ければ、摩擦材9は棒状の支柱4以外の形態の部材を介して計量装置6に載るようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、摩擦材9の加熱を止める手段として加熱器3をオフにしていたが、加熱器3をオンにしたまま摩擦材9を加熱器3から離間させることで摩擦材9の加熱を止めるようにしてもよいし、摩擦材9に空気を吹き付けることで加熱を実質的に止めてもよいし、或いは、これらの手法を組み合わせてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、摩擦材9が棒状の支柱4の上端に載置される形態であったが
、摩擦材9は、例えば、支柱4の上端で把持される形態であってもよい。また、上記実施形態では、摩擦材9の摩擦面が上を向いた状態で加熱されていたが、摩擦材9は、例えば、摩擦面が横向きや下向きの状態で加熱されてもよい。この場合、摩擦材9と加熱器3の位置関係は、上記実施形態のように摩擦材9が加熱器3の下方へ配置される形態ではなく、上下関係が逆になったり、或いは横向きに並ぶ形態になったりすることになる。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、摩擦材9が加熱炉2の内部で加熱される形態となっていたが、加熱炉2は省略されていてもよい。摩擦材9は、例えば、工場内やその他建物の室内空間において露出した状態で加熱されてもよいし、或いは、簡易的な囲いの中で加熱されてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、加熱器3や計量装置6が横移動する形態となっていなかったが、加熱装置1は、例えば、以下のように変形してもよい。図6は、加熱装置1の各機器の動作内容の変形例を示した図である。加熱装置1の加熱器3は、例えば、図6(A)に示されるように、横方向に移動可能なようにしてもよい。また、加熱装置1の計量装置6は、例えば、図6(B)に示されるように、横方向に移動可能なようにしてもよい。これらの変形例においては、摩擦材9を出し入れする出し入れ装置11を省略することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the
1・・加熱装置:2・・加熱炉:3・・加熱器:4・・支柱:4S・・支柱上端:5・・孔:6・・計量装置:7・・出入口:8・・制御装置:9・・摩擦材:10・・治具:11・・出し入れ装置:11a,11b・・レール:12・・昇降装置:12b・・シリンダ:12c・・ピストン:12d・・プレート 1. Heating device: 2. Heating furnace: 3. Heating device: 4. Strut: 4S ... Upper end of strut: 5. Hole: 6. Metering device: 7. Entrance / exit: 8. Control device : 9 ··· Friction material: 10 ··· Jig: 11 · · Loading and unloading device: 11a, 11b · · Rail: 12 · · Lifting device: 12b · · Cylinder: 12c · · Piston: 12d · · ·
Claims (7)
前記摩擦材の表面を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱する際に前記摩擦材が支持される部位を形成する摩擦材支持部と、
前記摩擦材支持部に支持される前記摩擦材の重量変化を測定する計量部と、を備える、
摩擦材の加熱装置。 A friction material heating device for heating the surface of a brake friction material,
Heating means for heating the surface of the friction material;
A friction material support that forms a portion where the friction material is supported when heated by the heating means;
A measuring unit for measuring a change in weight of the friction material supported by the friction material support unit,
Friction material heating device.
前記計量部は、前記支柱から受ける荷重を基に前記摩擦材の重量変化を測定する、
請求項1に記載の摩擦材の加熱装置。 The friction material support portion has a support column that supports the friction material at its upper end,
The measuring unit measures a change in weight of the friction material based on a load received from the support;
The friction material heating apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の摩擦材の加熱装置。 When the measuring unit detects that the weight change of the friction material has reached a predetermined amount, the control unit further stops a heating of the friction material,
The friction material heating apparatus according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の摩擦材の加熱装置。 When the measuring unit detects that the weight change of the friction material has reached a predetermined amount, the control unit stops the heating means, separates the friction material from the heating means, and air to the friction material. The heating of the friction material is stopped by at least one of the spraying of
The friction material heating apparatus according to claim 3.
加熱手段によって表面が焼かれていく状態の前記摩擦材の重量変化を監視し、
前記重量変化に基づいて、前記加熱手段による前記摩擦材の加熱を停止する、
摩擦材の加熱方法。 A friction material heating method for heating the surface of a brake friction material,
Monitoring the weight change of the friction material in a state where the surface is baked by the heating means,
Based on the weight change, heating of the friction material by the heating means is stopped.
Heating method for friction material.
請求項5に記載の摩擦材の加熱方法。 When the weight change of the friction material reaches a predetermined amount, heating of the friction material is stopped.
The method for heating a friction material according to claim 5.
請求項5又は6に記載の摩擦材の加熱方法。 When the weight change of the friction material reaches a predetermined amount, the heating of the friction material is performed by at least one of stopping the heating means, separating the friction material from the heating means, and blowing air to the friction material. To stop the
The method for heating a friction material according to claim 5 or 6.
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