JP2904244B2 - ディスクブレーキ用摩擦パッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスクブレーキ用摩擦
パッドの製造方法に関するものであり、特に、耐久性の
向上に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディスクブレーキ用摩擦パッドは、摩擦
材と金属製の裏板とを含むように構成される。この摩擦
パッドは、一般に、裏板に摩擦材形成材料を密着させて
加熱成形することにより摩擦材とするとともに、裏板に
固着することにより製造される。摩擦材形成材料は、ス
チール繊維あるいはアスベスト繊維等の繊維基材，炭酸
カルシウム，硫酸バリウム，ゴム粉末，カシューダス
ト，黒鉛，二硫化モリブデン，銅およびアルミニウム等
の摩擦・摩耗調整剤および全体を結合するフェノール樹
脂等の結合材を含む。加熱成形時には、これら材料を混
合撹拌した状態で裏板に密着させ、あるいは混合撹拌す
るとともに予め摩擦材の形状に予備成形して裏板に密着
させ、これら裏板および摩擦材形成材料を金型に入れて
熱および圧力を加えることにより、結合材である樹脂を
溶融，硬化させて摩擦材を所定の形状・寸法に成形し、
更に裏板に固着するのである。

【０００３】特開昭５９−１７６３２７号公報に記載の
製造方法はその一例である。この製造方法においては、
摩擦材が、メタリック系摩擦材料等、良好なブレーキ性
能を得ることができるとともに熱伝導性が高い高熱伝導
性摩擦材層と、アスベスト系摩擦材等、熱伝導性が低い
低熱伝導性摩擦材層とによって構成される。摩擦パッド
製造時には、まず、低熱伝導性摩擦材料が裏板に密着さ
せられた状態で予備加熱されて少し硬化させられた後、
低熱伝導性摩擦材料の上に高熱伝導性摩擦材料が密着さ
せられた状態で加熱成形される。このようにすれば、高
熱伝導性摩擦材層がディスクロータに摺接させられ、良
好なブレーキ性能を得ることができるとともに、低熱伝
導性摩擦材層によってブレーキ構成部材への熱伝導が抑
えられ、ブレーキオイルに気泡が生ずる等の不具合の発
生が回避されるのである。

【０００４】また、このように摩擦パッドを製造すれ
ば、摩擦材全体を同じ摩擦材形成材料によって形成する
場合に比較して摩擦材の裏板側部分の強度が高く、亀裂
が発生し難くなる利点がある。

【０００５】摩擦パッドをディスクロータに摺接させて
車輪の回転を抑制する場合、摩擦熱により摩擦パッドが
加熱され、ブレーキ解除によりディスクロータから離間
させられて冷却されることにより、裏板および摩擦材に
熱膨張および熱収縮が生ずる。この場合、裏板の方が摩
擦材より熱膨張量および熱収縮量が多いのが普通であ
り、加熱時には裏板が延びてディスクロータから遠ざか
る方向に凸に湾曲し、摩擦材の裏板近傍部分に引張方向
の力が集中的に加えられる。一方、冷却時には裏板がデ
ィスクロータに向かう方向に凸に湾曲して摩擦材の裏板
近傍部分には圧縮方向の力が集中的に加えられ、制動に
伴ってこれら引張力および圧縮力が摩擦材の裏板近傍部
分に繰り返し加えられ、亀裂が発生し易い。また、摩擦
パッドは車体に固定のブラケットによりディスクロータ
回転方向の移動を阻止されているため、ディスクロータ
に接触させられた場合、ディスクロータに連れ回る向き
の力が加えられるのであるが、この際、摩擦材のディス
クロータから遠く、裏板に近い部分ほど大きい曲げモー
メントが発生し、亀裂発生の原因となる。

【０００６】摩擦材全体を同じ種類の摩擦材形成材料に
よって構成する場合には、摩擦材形成材料を裏板に密着
させた状態で、裏板の摩擦材形成材料が密着する側とは
反対側の裏面と、摩擦材形成材料の裏板に密着する側と
は反対側の表面とを同じ温度で加熱するのであるが、裏
板は熱容量が大きく、摩擦材形成材料に比較して加熱に
時間がかかるため、同時に同じ温度で加熱すれば硬化が
摩擦材形成材料の表面側から先に始まり、硬化時に発生
するガスが摩擦材形成材料の未硬化の裏板側部分を通っ
て抜ける。そのため、この部分に比較的大きな気孔が生
じ易く、このような気孔が生ずれば上記のような引張
力，圧縮力および曲げモーメントに対する強度が低下す
る。それに対し、裏板に低熱伝導性摩擦材料を予備加熱
により硬化させて層を形成しておけば、高熱伝導性摩擦
材料を密着させて加熱する際に摩擦材の裏板側部分に大
きな気孔が生ずることがなく、強度が増すのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の製造方法によれば、摩擦材を熱伝導性の異な
る２種類の材料によって形成することが必要であり、ま
た、低熱伝導性摩擦材料を予備成形，加熱する工程が必
要であって材料および工程が増大し、製造コストが高
く、製造に時間がかかる問題が生ずる。本発明は、材料
や工程を増すことなく耐久性に優れたディスクブレーキ
用摩擦材を製造する方法を提供することを課題として為
されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るディスクブ
レーキ用摩擦パッドの製造方法は、上記の課題を解決す
るために、裏板に摩擦材形成材料を密着させて加熱成形
することにより摩擦材とするとともに裏板に固着する際
に、裏板の摩擦材形成材料が密着する側とは反対側の裏
面を加熱する温度を、摩擦材形成材料の裏板に密着する
側とは反対側の表面を加熱する温度より高くしたことを
要旨とするものである。

【０００９】

【作用】このようにすれば、裏板が摩擦材形成材料の表
面側より速く加熱され、摩擦材形成材料の裏板側部分の
硬化が表面側部分に対して遅れなく進行する。そのた
め、硬化時に発生するガスは摩擦材形成材料の裏板側部
分から離れた部分を通って抜けることとなり、比較的大
きな気孔が生じても摩擦材の裏板側部分から離れた部分
に生ずることとなる。

【００１０】

【発明の効果】したがって、摩擦パッドのディスクロー
タへの摺接時に摩擦材の裏板側部分に引張力，圧縮力あ
るいは曲げモーメントが加えられても、その部分には大
きな気孔が少ないため強度が高く、摩擦材全体が同じ材
料で構成され、安価で耐久性に優れた摩擦パッドを得る
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１には、本発明の一実施例である製造
方法の実施に好適な加熱成形装置１０が示されている。
この加熱成形装置１０は、上型１２と中型１４と下型１
６とを有する。下型１６は、本加熱成形装置１０により
成形される摩擦パッド１８（図２参照）の摩擦材２０の
横断面形状と同じ形状であって寸法が僅かに大きい断面
を有し、位置を固定して設けられている。中型１４は筒
状を成し、その内周面の断面形状は下型１６の断面形状
と同じとされ、下型１６の外側に相対移動可能に嵌合さ
れ、下型１６と共にキャビティ２２を形成するととも
に、図示しない付勢手段によって上方に付勢されてい
る。また、中型１４の上端開口部には、摩擦パッド１８
の裏板２４を支持する肩面２６が形成されている。上型
１２は図示しない昇降装置により昇降させられ、中型１
４および下型１６に対して接近，離間させられる。

【００１２】また、これら上型１２と下型１６とにはそ
れぞれ複数本ずつのヒータ３０，３２が埋設されてい
る。

【００１３】摩擦パッド１８の製造時には、図１に示す
ように、所定の形状に打ち抜きされ、脱脂，防錆処理が
施された裏板２４の表面に予備成形された摩擦材形成材
料としての予備成形摩擦材３４が接着剤により固着され
る。この予備成形摩擦材３４は、加熱成形により得られ
る摩擦パッド１８の摩擦材２０の厚さの約２倍の厚さと
されている。

【００１４】加熱成形装置１０においては、非成形時に
は上型１２および中型１４がそれぞれ上昇端位置にあ
り、図１に示すようにキャビティ２２が開かれている。
成形時には、予備成形摩擦材３４が接着された裏板２４
を予備成形摩擦材３４を下にしてキャビティ２２内に入
れ、裏板２４の周縁部を中型１４の肩面２６に支持させ
る。この状態で上型１２が下降させられ、上型１２は下
降の途中から中型１４に係合して中型１４を下降させ、
予備成形摩擦材３４を圧縮する。上型１２は所定の圧力
が得られるまで下降させられ、予備成形摩擦材３４を約
半分の厚さに圧縮する。

【００１５】圧縮後、裏板２４および予備成形摩擦材３
４が上型１２および下型１６のヒータ３０，３２によっ
て加熱され、予備成形摩擦材３４を構成する熱硬化性樹
脂の硬化によって摩擦材２０とされる。加熱温度は、下
型１６による予備成形摩擦材３４の加熱温度が熱硬化性
樹脂を硬化させるのに必要な高さとされるとともに、上
型１２による裏板２４の加熱温度はそれより高くされて
おり、裏板２４が迅速に加熱され、予備成形摩擦材３４
の裏板２４側の部分と、裏板２４とは反対側の表面側と
においてほぼ同時に硬化が始まり、予備成形摩擦材３４
の厚さ方向の中央に向かって硬化が進行する。そのた
め、硬化に伴って生ずるガスは予備成形摩擦材３４の厚
さ方向のほぼ中央部から抜け出ることとなり、硬化終了
時に予備成形摩擦材３４内に気泡が残り、比較的大きな
気孔が生じても、予備成形摩擦材３４の裏板１２側の部
分から離れた厚さ方向の中央に生ずることとなり、耐久
性に優れた摩擦パッド１８を得ることができる。

【００１６】このように裏板２４の予備成形摩擦材３４
が固着される側とは反対側の裏面を加熱する温度を、予
備成形摩擦材３４の裏板２４に固着される側とは反対側
の表面を加熱する温度より高くして摩擦パッド１８を加
熱成形した場合のせん断強度の測定結果を図３にのグラ
フに示す。例１は、上型１２の表面温度を１８０℃，下
型１６の表面温度を１４０℃に設定し、５分間加熱成形
した場合であり、例２は、上型１２の表面温度を１９０
℃，下型１６の表面温度を１６０℃に設定し、３分間加
熱成形した場合であり、従来例は、上，下型１２，１６
の表面温度をいずれも１５０℃に設定して５分間加熱成
形した場合である。せん断強度の測定には圧縮試験機を
使用し、加圧速度１０mm／min で試験を行った。

【００１７】図３のグラフから明らかなように、裏板２
４と予備成形摩擦材３４との加熱温度に差を設けること
により高いせん断強度が得られ、耐久性に優れた摩擦パ
ッドが得られる。

【００１８】なお、裏板２４の加熱温度と予備成形摩擦
材３４の加熱温度との差は、１０℃以上５０℃以下する
ことが望ましい。予備成形摩擦材３４の加熱に最低必要
な温度があり、その温度に対して裏板２４の加熱温度を
高くするのであるが、温度差が１０℃以下では効果が少
なく、５０℃を越えて高くすれば樹脂の熱分解が進み、
摩擦材２０の裏板２４近傍の強度がかえって低下するか
らである。

【００１９】上記実施例においては、予備成形摩擦材３
４の硬化が予備成形摩擦材３４の表面側の部分と、裏板
２４側の部分とからほぼ同時に進行し、厚さ方向の中央
部で終了するようにされていたが、表面側で終了するよ
うにしてもよい。例えば、予備成形摩擦材３４の表面側
の加熱温度を樹脂の硬化が始まるよりやや低い温度とす
る一方、裏板２４の加熱温度を樹脂の硬化に十分な温度
とし、予備成形摩擦材３４の硬化を裏板２４側から表面
側に進行させてガスを表面側から抜け出させ、最後に予
備成形摩擦材３４の表面部分が裏板２４側から伝達され
る熱によって硬化することにより、予備成形摩擦材３４
をガスが予備成形摩擦材３４内を通ることなく硬化さ
せ、大きな気孔が生じないようにするのである。

【００２０】また、上記実施例において摩擦材は予備成
形されるようになっていたが、予備成形することは不可
欠ではなく、種々の材料が混合された混合材料をキャビ
ティに投入して加熱成形するようにしてもよい。この場
合には、これら混合材料が摩擦材形成材料を構成するこ
ととなる。

【００２１】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるディスクブレーキ用摩
擦パッドの製造方法の実施に好適な加熱成形装置を概略
的に示す正面断面図である。

【図２】上記加熱成形装置により摩擦パッドを加熱成形
した状態を示す図である。

【図３】上記製造方法によって製造された摩擦パッドの
せん断強度を従来の製造方法によって製造された摩擦パ
ッドと比較して示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 加熱成形装置 １８ 摩擦パッド ２０ 摩擦材 ２４ 裏板 ３０，３２ ヒータ ３４ 予備成形摩擦材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 69/00 F16D 69/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦材と金属製の裏板とを含むディスク
   ブレーキ用摩擦パッドの製造方法であって、 前記裏板に摩擦材形成材料を密着させて加熱成形するこ
   とにより前記摩擦材とするとともに前記裏板に固着する
   際に、裏板の摩擦材形成材料が密着する側とは反対側の
   裏面を加熱する温度を、摩擦材形成材料の裏板に密着す
   る側とは反対側の表面を加熱する温度より高くしたこと
   を特徴とするディスクブレーキ用摩擦パッドの製造方
   法。